在牛頓的經(jīng)典力學(xué)之秩序井然的宇宙中，速度與時(shí)間是兩個(gè)風(fēng)馬牛不相及的概念。速度即是速度，時(shí)間便是時(shí)間，它們彼此間并沒有什么深層聯(lián)系。如果有人告訴你速度的快慢可以影響時(shí)間的流逝，你一定會(huì)認(rèn)為這個(gè)人瘋了（實(shí)際上，直至今日，仍有部分人認(rèn)為愛因斯坦的理論“不合常理”）。

牛頓的經(jīng)典力學(xué)是在絕對(duì)時(shí)空的背景下誕生的。那么，何為“絕對(duì)時(shí)空”呢？簡(jiǎn)單來說，時(shí)間和空間是固定的，不因任何環(huán)境變化而變化，每個(gè)地方的時(shí)間流逝速度都是一致的。

這樣的時(shí)空觀非常符合我們的日常生活經(jīng)驗(yàn)，畢竟地球上每個(gè)人體驗(yàn)到的時(shí)間流逝都是等同的（當(dāng)然，嚴(yán)格來講，這一點(diǎn)其實(shí)有些微差異，我們稍后再來探討）。在神話故事中，我們或許會(huì)聽到“天上一日，地上一年”這樣的情節(jié)，但這些不過是寓言中的虛構(gòu)設(shè)定，沒有人會(huì)當(dāng)真。

而牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀也統(tǒng)治了科學(xué)界數(shù)百年之久，直至19世紀(jì)末。

當(dāng)時(shí)，科學(xué)界認(rèn)為科學(xué)的高塔已近乎完工，不再需要太多的創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)，僅需稍加修飾即可?？茖W(xué)家們也因此而自豪，認(rèn)為他們終于觸及到了科學(xué)的終極真理。

然而，除了兩朵漂浮在科學(xué)界天空中的“烏云”之外！

其中一朵“烏云”，正是顛覆了科學(xué)家們自以為穩(wěn)固的科學(xué)塔，這座塔因此而轟然傾塌。

那朵“烏云”是邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)與“以太”間的矛盾，兩者之間的沖突究竟是怎樣的呢？

所謂的“以太”，可以理解為牛頓絕對(duì)時(shí)空觀中的“絕對(duì)參照系”，或者更準(zhǔn)確地說，是“光速的參照系”。為何如此呢？

這源于“以太”概念的誕生背景。在光的傳播需要一個(gè)媒介的想法下，以太被設(shè)想為光波的載體。而當(dāng)牛頓經(jīng)典力學(xué)與麥克斯韋方程組產(chǎn)生矛盾時(shí)，以太的概念應(yīng)運(yùn)而生，兩者的矛盾又是什么呢？

簡(jiǎn)單來說，牛頓的經(jīng)典力學(xué)以絕對(duì)時(shí)空為基石，核心觀點(diǎn)是“速度是相對(duì)的，必須相對(duì)于某個(gè)參照系才有意義”。例如我們通常提到的速度，默認(rèn)是以地球?yàn)閰⒄铡?/p>

但麥克斯韋方程組卻挑戰(zhàn)了這一觀點(diǎn)，它提出了一個(gè)革命性的觀點(diǎn)：光速與參照系無(wú)關(guān)，只與真空的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)有關(guān)。

這“矛盾”在科學(xué)界引起巨大震動(dòng)，因?yàn)榕ｎD和麥克斯韋都是科學(xué)界的巨擘，牛頓的經(jīng)典力學(xué)已是根深蒂固，難以撼動(dòng)。

與此同時(shí)，麥克斯韋方程組的簡(jiǎn)潔與美感，讓科學(xué)家們都難以抗拒。

那么，該如何解決這一矛盾呢？“兩全其美”成了當(dāng)時(shí)的共識(shí)?？茖W(xué)界紛紛提出假設(shè)，試圖調(diào)和兩者的沖突，在這樣的背景下，“以太”的概念應(yīng)運(yùn)而生。

科學(xué)家們認(rèn)為，光速也需要一個(gè)參照系，那就是“以太”。以太是宇宙中的絕對(duì)參照系，是我們看不見、摸不著的。

換句話說，以太的概念是一種假設(shè)。起初，這種假設(shè)并沒有什么不妥，因?yàn)橐磺锌茖W(xué)理論都源于假設(shè)，只要這些假設(shè)能夠在驗(yàn)證中站穩(wěn)腳跟，便可視為好假設(shè)。

然而，關(guān)于以太的假設(shè)并沒有持久。人們對(duì)于新奇事物總是充滿了好奇心和求知欲。

邁克爾遜和莫雷就對(duì)以太的本質(zhì)充滿了好奇，他們想要弄明白以太到底是何物，是如何存在的。

因此，邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)應(yīng)運(yùn)而生（具體過程在此略過）。

根據(jù)以太的詮釋，以太無(wú)所不在，靜止不動(dòng)。因此，若有物體運(yùn)動(dòng)，便會(huì)形成“以太風(fēng)”，就像我們?cè)跓o(wú)風(fēng)的環(huán)境中奔跑，也會(huì)感受到風(fēng)的存在。利用這種效應(yīng)，科學(xué)家們可以計(jì)算出地球在宇宙中相對(duì)于以太的絕對(duì)速度。

邁克爾遜和莫雷試圖通過測(cè)量不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的光速來證實(shí)以太的存在。但無(wú)論他們?nèi)绾闻?，得到的結(jié)果都是“冰冷冷”的：無(wú)論在何種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下測(cè)量光速，數(shù)值始終不變，都是30萬(wàn)公里每秒！

這樣的結(jié)果顯然令人費(fèi)解。唯有兩種解釋：要么邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)是錯(cuò)誤的，要么以太的概念是錯(cuò)誤的，以太根本不存在。

以太不存在？這對(duì)當(dāng)時(shí)的科學(xué)界來說是一個(gè)無(wú)法接受的結(jié)論，因?yàn)樗馕吨^對(duì)時(shí)空觀的崩潰，牛頓經(jīng)典力學(xué)的不完善，這對(duì)科學(xué)界來說是一個(gè)巨大的打擊，牛頓的理論在他們心中的地位不可動(dòng)搖。

在邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)之后，其他科學(xué)家們也進(jìn)行了一系列更加嚴(yán)格、精確的實(shí)驗(yàn)，但結(jié)果始終如一：無(wú)論怎樣測(cè)量，光速始終保持恒定，30萬(wàn)公里每秒。

這該如何是好？邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)與以太的矛盾像一根“刺”卡在科學(xué)界的喉嚨里，讓他們?nèi)缱槡帧?/p>

在關(guān)鍵時(shí)刻，愛因斯坦的大腦思維打破了僵局，他意識(shí)到問題的核心所在：既然實(shí)驗(yàn)本身無(wú)誤，那么問題肯定出在以太概念上。而以太本身就是一個(gè)假設(shè)，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相悖，那么拋棄它，問題不就迎刃而解了？

于是愛因斯坦運(yùn)用“奧卡姆剃刀”原理（這個(gè)原理非常實(shí)用，尤其是在日常生活中面對(duì)那些固執(zhí)己見的人時(shí)），干脆利落地將以太“剔除”了。

同時(shí)，愛因斯坦提出了一個(gè)全新的假設(shè)，即“光速不變?cè)怼保涸谌魏螀⒄障祷蜻\(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，光速都是恒定的。

牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀轟然倒塌，愛因斯坦則建立了相對(duì)時(shí)空觀?；凇肮馑俨蛔?cè)怼焙汀跋鄬?duì)性原理”，愛因斯坦創(chuàng)立了著名的狹義相對(duì)論。

光速不變?cè)黼m然也是一個(gè)假設(shè)，但它比以太的概念更具說服力，因?yàn)樗袊?yán)密的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為支撐，不只是一個(gè)理論。起初，科學(xué)界并不太認(rèn)可狹義相對(duì)論，但隨著更多實(shí)驗(yàn)證據(jù)的出現(xiàn)，外界不得不接受這一理論。

狹義相對(duì)論為我們提供了一個(gè)全新的世界觀和宇宙觀，徹底顛覆了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀。愛因斯坦之后將“洛倫茲變換”引入狹義相對(duì)論中，由此產(chǎn)生了光速極限、時(shí)間膨脹、尺縮效應(yīng)、質(zhì)增效應(yīng)等現(xiàn)象。

速度（光速）與時(shí)間的聯(lián)系變得前所未有地緊密。為什么會(huì)這樣呢？原因其實(shí)很簡(jiǎn)單。在牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀中，時(shí)間和空間都是絕對(duì)的，速度（光速）會(huì)隨著參照系的改變而變化。但在愛因斯坦的相對(duì)時(shí)空觀中，光速是絕對(duì)的，因此時(shí)間和空間必須隨著參照系而變化，才能保證光速的不變。光速與其他速度的疊加不會(huì)改變，合成公式如下：

通俗地說，光速會(huì)根據(jù)你的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而變化，你越快，光速就越快，你越慢，光速就越慢，光速會(huì)隨著你的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而相應(yīng)調(diào)整。

更精確地說，光速不僅僅是速度，它代表了四維時(shí)空的內(nèi)在屬性，任何靜質(zhì)量為零的物質(zhì)傳播速度都是光速，如信息傳播速度，引力波和膠子的傳播速度。

為了保證光速不變，時(shí)間和空間必須相應(yīng)改變，從而產(chǎn)生時(shí)間膨脹和尺縮效應(yīng)，公式如下：

從公式中可以看出，速度越快，時(shí)間就越慢，當(dāng)接近光速時(shí)，時(shí)間幾乎停止。公式的推導(dǎo)基于光速不變?cè)?，之前的文章已有說明，此處不作贅述，感興趣的朋友可以嘗試了解。

狹義相對(duì)論的核心之一是“光速不變?cè)怼?，但不容忽視的是參照系的選擇。許多人之所以不愿接受相對(duì)論，正是因?yàn)樵诓粩噢D(zhuǎn)換參照系的過程中迷失了方向。

最后強(qiáng)調(diào)：

光速不變?cè)硎羌僭O(shè)

光速不變?cè)硎羌僭O(shè)

光速不變?cè)硎羌僭O(shè)

重要的事情說三遍！

但是假設(shè)的東西我們憑什么相信？

我們可以選擇不相信，并提出自己的假設(shè)，但正如“以太”這個(gè)假設(shè)一樣，如果你的假設(shè)能比光速不變?cè)砀m合解決經(jīng)典力學(xué)與麥克斯韋方程組的矛盾，更符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，更能經(jīng)受住考驗(yàn)，你肯定比愛因斯坦還要聰明！人們也會(huì)更信服你的假設(shè)。

但問題是，你我不能，截至目前沒有人能做到。

而且，假設(shè)越多，出錯(cuò)的幾率也就越大。就像一個(gè)謊言，為了圓一個(gè)謊言，需要不斷編造更多的謊言。所以，假設(shè)越少，犯錯(cuò)的幾率就越小。愛因斯坦只用兩個(gè)假設(shè)（另一個(gè)是相對(duì)性原理）就提出了偉大的狹義相對(duì)論。

因此，我們不妨平靜地接受狹義相對(duì)論，畢竟一百多年來越來越多的事實(shí)已經(jīng)證明了它的正確性，比如手機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)就是最好的證明。

非要拒絕相信相對(duì)論，以此來顯示你的“與眾不同”？