日常生活中，我們時刻能感受到速度，也正是因為在我們身邊速度的概念太常見了，所以我們都習以為常了，所以不太容易去思考有關速度的一些更深層的東西。

從古代社會，人們就開始認識并定義速度。比如說在古希臘，人們對速度的定義可謂簡單粗暴，認為隻要物體不受力，一定處于靜止狀态，而且是絕對意義上的靜止。同時，任何運動的物體都有速度，這個速度是絕對的，在任何人眼裡都是一樣的。

舉個例子，你面前停着一輛汽車，在你眼裡它就是靜止的，在其他人眼裡也是靜止的。除非汽車受到外力作用，否則會一直保持靜止。如果汽車受到外力獲得一定的速度，比如說每秒20米的速度，那麼在任何人眼裡汽車的速度都是20米每秒。

這種對速度的理解方式在我們現代人眼裡顯得有些可笑，但我們不能嘲笑古人對速度的認知，畢竟任何時代都有很難突破的局限性。古人對速度的錯誤理解主要是忽略了一點，那就是：參照系！

沒有參照系，速度将因此失去意義。

比如說，甲靜止在地面上不動，乙和丙在一輛高速行駛的汽車上。在甲眼裡，乙和丙的速度很快，但在乙眼裡，丙是靜止不動的。

所以，丙到底是靜止的還是在高速運動？或者說丙的速度到底是多少？

這個問題也再次強調了參照系的重要性，沒有參照系，速度将沒有物理意義。

在如今的我們看來，給速度定義合适的“參照系”是理所當然的事情，但在幾百年前的古人眼裡，能夠提出“參照系”的概念是非常不容易的。而“參照系”概念的提出，使得人們對速度本質的理解有了更深刻的認知。人們開始明白，世間一切速度都是相對的，沒有絕對的速度，這也被稱之為“相對性原理”。

看到這裡，或許你會不屑于顧：如此簡單的物理現象，幹嘛說得這麼神秘呢？

簡單的物理現象背後，往往隐藏着更深層的規律。而光的出現，讓人們開始從簡單的相對速度思考更深層的物理現象。

我們都知道，光在真空中的速度是30萬公裡每秒。但前面已經說過，任何速度都是相對的，都必須有參照系才有意義。如此說來，“光在真空的速度是30萬公裡每秒”的說法就是不嚴謹的，因為這種說法沒有給光定義“參照系”：也就是說，“光相對什麼能達到30萬公裡每秒的速度呢？”

不要小看這個問題，科學家對這個問題的思考和辯論極大地推動了現代物理學的發展，可以說完全颠覆了人們的傳統認知。

偉大的麥克斯韋方程組表明，光就是電磁波，同時推導出光的速度隻與真空的磁導率和介電常數有關，公式如下：

從公式中可以看出：光的速度公式中沒有涉及到任何參照系，也就是說光速是絕對的，光不需要參照系，或者說在任何參照系下，光速都是不變的。這也是光速不變原理。

舉個例子，假設你和一束光沿着一個方向飛行，你的速度為20萬公裡每秒，按照傳統的相對速度計算公式，那束光相對你的速度應該是10萬公裡每秒。

但事實上并非如此，那束光相對你的速度仍舊是30萬公裡每秒，而且不管你的速度有多快，哪怕無限接近光速，光相對你的速度仍舊是30萬公裡每秒！

如果你穿越到古代，向人們講述上述光速的特殊性，古代人們肯定會認為你瘋了，哪怕是牛頓估計也很難接受光的這種特殊性。

不要說古代人類，19世紀末20世紀初的科學家也很難接受光的這種特殊性，但除非麥克斯韋方程組錯了，否則光就是如此特殊。

但麥克斯韋方程組是如此的優美，甚至被認為是人類曆史上最偉大的公式。在後來的不斷驗證中，麥克斯韋方程組都被證實沒有錯誤。

既然這樣，當時的物理學家們就應該心平氣和地接受“光速不變原理”。但說起來簡單，由于光的這種特殊性與牛頓的經典力學相悖，而牛頓經典力學統治了物理學界幾百年曆史，早就被“奉為神明”，當時的物理學家想盡各種辦法來“左右逢源”，試圖調和牛頓經典力學與麥克斯韋方程組之間的矛盾，但都沒有成功。

偉大的愛因斯坦用他那天才般的大腦思維，用“奧卡姆剃刀”把經典力學的思維方式一下子“咔嚓”掉了，提出了完全颠覆傳統認知的理論：相對時空觀。

愛因斯坦認為，時空并不是絕對的，而是相對的。時間和空間是一個整體，兩者不可分割。為了迎合光速的絕對性，意味着某些東西必須發生相應改變，這些東西就是時間和空間。簡單想一下也比較容易理解，你在地球上靜止不動，我以90%光速飛行，你和我看到的光的速度都是一樣的，都是光速，這意味着某些東西（就是剛才說的時間和空間）必須發生改變，不然我們看到的光的速度不應該是一樣的。當然用數學也能推導出來時間和空間到底如何改變的，之前的文章有詳細說明，這裡就不詳述了。

簡單講，時間和空間會因為速度（還有引力）的變化而發生改變，這就是時間膨脹（鐘慢效應）和尺縮效應。速度越快，時間流逝就越慢。

而相對時空觀的一個重要前提就是光速的特殊性：光速是絕對的，在任何運動狀态下或者任何參照系下，光速都是恒定的。

嚴格來講，你我，地球上每個人的時間流逝速度都是不一樣的。隻不過由于我們生活在低速世界，我們的速度與光速相比實在太小了，完全可以忽略不計，所以我們很難察覺到時間膨脹和尺縮效應，隻有在亞光速世界，才會變得非常明顯。

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