在牛頓所構(gòu)建的經(jīng)典力學殿堂中，速度與時間是兩個互不相關(guān)的概念。速度就是速度，時間就是時間，它們彼此間似乎沒有過多的交集。如果有人告訴你，速度能夠左右時間流逝的節(jié)奏，你肯定會認為這個人精神失常（事實上，直到今日，依舊有部分人認為愛因斯坦的想法過于奇特）。

牛頓的經(jīng)典力學建立在絕對時間和空間的理論基礎上。何為“絕對”？即不論在何種環(huán)境之下，時間的流逝速率總是恒定的。

這種“絕對時空觀”與人們的日常經(jīng)驗相契合，畢竟地球上的每個人所經(jīng)歷的時間似乎都是等速前進的（盡管嚴格來講，存在些許差異，后文將展開討論）。即便在古代傳說中流傳著“天上一日，地上一年”的神話，但在大眾認知里，這不過是神話故事的情節(jié)設定，無人會將其當真。

牛頓的絕對時空觀在物理界中占據(jù)主導地位長達數(shù)個世紀，直至19世紀末才遭遇挑戰(zhàn)。

那時的物理界以為物理學大廈已經(jīng)建成，未來只是修修補補的細活。物理學者因此自豪，仿佛他們已觸摸到物理世界的終極真理。

然而，有兩朵“烏云”仍舊漂浮在物理學的天空之中！

正是這兩朵“烏云”之一，徹底顛覆了物理學界自認為已穩(wěn)固的學術(shù)大廈，使其轟然倒塌。

這其中的一朵“烏云”，就是邁克爾遜-莫雷實驗與“以太”之間的矛盾。那么，它們之間的矛盾究竟何在？

所謂的“以太”，通俗而言，可以視為牛頓絕對時空觀中的“絕對參照系”，或者說“光速的參照系”

“以太”概念的提出，是為了調(diào)和牛頓經(jīng)典力學與麥克斯韋方程組的沖突。這兩者究竟有何沖突？

簡單地說，牛頓經(jīng)典力學以絕對時空觀為根基，核心觀點之一是“任何速度都是相對的，需有參照系才能定量”。這不難理解，比如我們?nèi)粘Ｌ峒暗乃俣韧ǔＤJ以地球為參照系。

然而，麥克斯韋方程組卻為絕對時空觀帶來了沖擊。這個被譽為“人類史上最偉大”的方程組，其核心思想是：光速與參照系無關(guān)，僅與真空中的磁導率和介電常數(shù)有關(guān)。

牛頓和麥克斯韋，都是物理界的泰斗人物，兩者的理論猶如重磅炸彈般在物理界引起爆炸性效應，牛頓的經(jīng)典力學已經(jīng)深入人心，而麥克斯韋方程組的簡潔美感也令人難以抗拒。

面對這樣的困境，物理界采取了“左右逢源”的策略，提出了種種假設以調(diào)和兩者間的矛盾。正是在這種背景下，“以太”的概念應運而生。

當時的物理學者認為，光速也需有參照系，那就是“以太”。以太是一種我們無法察覺的絕對參照系。

換句話說，以太的概念不過是一種假設。這種假設并無不妥，因為任何科學理論都始于假設，只要假設能經(jīng)受不斷的驗證與考驗，就是優(yōu)秀的假設。

然而，“以太”概念提出不久，就出現(xiàn)了問題。人們總是對新生事物充滿好奇與探求欲望。

邁克爾遜和莫雷便開始試圖解開以太之謎，其探究過程簡述如下：

按照“以太”理論，以太在宇宙的每一角落都存在且靜止。因此，如果物體運動能夠產(chǎn)生“以太風”，就像我們在無風的奔跑中，也會感受到風的存在。這使得我們可以測算出地球在宇宙中的絕對速度（相對以太而言）。

邁克爾遜和莫雷利用類似的方法，試圖測算不同運動狀態(tài)下的光速，以尋找以太的真相。但不管他們?nèi)绾闻?，得到的結(jié)果始終如冰冷的鐵證：無論在何種運動狀態(tài)下測量光速，得到的數(shù)值都是一致的，即30萬公里每秒。

這樣的結(jié)果，顯然與理論相悖。只有兩種解釋：要么邁克爾遜-莫雷實驗存在錯誤，測量有誤；要么“以太”的概念根本錯誤，以太并不存在。

“以太”不存在？這對當時的物理界而言是無法接受的，因為這意味著絕對時空觀的瓦解，長期以來的經(jīng)典力學也顯得不那么精確。這對物理界而言，無疑是沉重的打擊，經(jīng)典力學在其心中的地位根深蒂固！

在邁克爾遜-莫雷實驗之后，眾多物理學者紛紛進行類似實驗，實驗過程更為嚴謹精確。但結(jié)果始終未變：無論怎樣測量，光速仿佛具有某種智能，始終保持不變，即30萬公里每秒。

物理界陷入困境，邁克爾遜-莫雷實驗與“以太”之間的不和如同卡在喉嚨的蒼蠅，令他們倍感不適。

關(guān)鍵時刻，愛因斯坦的革命性思維扭轉(zhuǎn)了局面。他看到了問題的關(guān)鍵：既然實驗本身無誤，那么問題必然出在“以太”之上。而“以太”不過是一種假設，與實驗相悖，不如摒棄，問題自然迎刃而解。

于是，愛因斯坦運用“奧卡姆剃刀”原則（這個原則在日常生活中也很實用，特別是在應對杠精時，值得大家學習），果斷將“以太”概念剔除。

同時，愛因斯坦提出了新的假設，即“光速不變原理”：光速是恒定的，在任何參照系和運動狀態(tài)下都保持不變。

牛頓的絕對時空觀在愛因斯坦的革命性理論下崩塌，相對時空觀應運而生。以“光速不變原理”為基石（另一基石是相對性原理），愛因斯坦構(gòu)建了著名的狹義相對論。

光速不變原理與“以太”概念同為假設，但前者顯然更具說服力，因其背后有堅實的實驗支持，遠超單純假設。一開始，物理界對狹義相對論并不認可，但隨著更多證據(jù)的出現(xiàn)，人們不得不承認其正確性。

狹義相對論為我們提供了全新的世界觀和宇宙觀，徹底顛覆了以往的絕對時空觀。愛因斯坦進一步將“洛倫茲變換”整合進狹義相對論方程中，產(chǎn)生了光速極限、時間膨脹、尺度收縮、質(zhì)量增加等現(xiàn)象。

速度（光速）與時間的關(guān)系，在此變得密不可分。原因何在？其實并不復雜。在牛頓的絕對時空觀中，時間和空間都是固定的，光速（速度）會隨著參照系的變化而變化。但在愛因斯坦的相對時空觀中，光速是絕對不變的，這意味著時間與空間必須隨著參照系而變化，以確保光速的不變性。

換言之，光速會根據(jù)你的運動狀態(tài)變化，你快，光速就顯得快；你慢，光速就顯得慢。光速會根據(jù)你的運動狀態(tài)相應調(diào)整。

更嚴謹?shù)刂v，光速不僅是速度，更代表了四維時空的內(nèi)在性質(zhì)，所有靜質(zhì)量為零的物質(zhì)傳播速度均為光速，包括信息傳播速度，比如引力波和膠子的傳播速度。

為了確保光速的不變性，時間和空間必須隨之變化，由此產(chǎn)生了時間膨脹和尺度收縮現(xiàn)象，公式如下：

從公式中可以看出，速度越快，時間就越慢，無限接近光速時，時間幾乎停滯。公式推導并不復雜（詳見之前的文章：通俗講解愛因斯坦的狹義相對論數(shù)學公式，上過初中就能看懂！ 什么是時間神奇的事情正在發(fā)生時間膨脹的數(shù)學推導過程），一切都建立在光速不變原理的基礎上，以往的文章已有說明，此處不再贅述，感興趣的朋友可以自行探究。

狹義相對論的核心之一是“光速不變原理”，但不容忽視的是參照系的選擇。許多人之所以難以接受相對論，就是由于在不斷轉(zhuǎn)換參照系的過程中迷失方向。

最后強調(diào)：

光速不變原理是假設

光速不變原理是假設

光速不變原理是假設

重要的事說三遍！一個假設性的東西，我們?yōu)楹我欧?/p>

我們確實有權(quán)不相信，并提出自己的假設。但正如“以太”這個假設概念一樣，如果你的假設能解決經(jīng)典力學與麥克斯韋方程組的沖突，更能符合實驗觀測，更能經(jīng)受考驗，你將比愛因斯坦更偉大！人們也會更信任你的假設。

但問題是，你、我、乃至所有人，都無法做到，起碼目前還沒有人能做到。

而且，假設越多，出錯幾率越大。任何一個假設都可能引發(fā)更多矛盾。這就像編織謊言，為了圓一個謊言，不得不編造更多謊言。所以，假設越少，出錯幾率就越小。愛因斯坦僅用兩個假設（另一假設為相對性原理），就提出了狹義相對論！

因此，我們不妨心平氣和地接受狹義相對論，而且過去一百多年來，越來越多的事實已經(jīng)證明了這一理論的正確性，手機導航系統(tǒng)便是最佳例證。

非要拒絕相信相對論以彰顯自己的“與眾不同”嗎？