也就是说人在火车里面跑的速度虽然是2米每秒 ， 但是只要人一直在火车里面 ， 火车就会给予人一个速度的加持 。 但是让科学家感到奇怪的是 ， 如果此时把火车里面跑的人 ， 改为光 ， 也就是用手电筒在火车里面打一束光 ， 却发现地面上的仪器显示光的速度并没有增加 ， 依然是每秒30万公里 。
为何遇到光 ， 火车就无法给予其速度的加持呢
？
当时很多科学家都无法合理解释这种现象 ， 有人提出了以太说 ， 认为宇宙中存在一种叫做以太的物质 ， 一旦有物体以高速运动 ， 就会与以太相撞从而让你的速度降低下来 ， 所以就造成凡是有质量的物体都无法达到光速 。 但是随着迈克耳逊莫雷实验的结果 ， 证明了以太这种物质并不存在 。 最后爱因斯坦凭借其独特的智慧 ， 最终完美地解决了这个问题 。
迈克耳逊莫雷实验
爱因斯坦认为 ， 要解释这种现象 ， 只需改变人们对时间的认知即可 。 原来我们认为每个地方的时间流逝速度都是完全一致的 ， 所以宇宙中就存在一个所谓的标准时间 ， 而且根据直觉会告诉我们 ， 时间和运动的物体没有任何关系 。 但是爱因斯坦认为 ， 时间和运动的物体息息相关 ， 当一个物体在空间维度上拥有速度 ， 就会在时间维度上失去速度 。
也就是说任何物体的空间速度和时间速度不可兼得 ， 就好像鱼和熊掌不可兼得是同样的道理 。 当你静止于地面时 ， 你的空间速度为0 ， 但是时间速度却处于最大值 ， 也就是光速C 。 当你坐在一列火车上时 ， 你在空间上拥有一定速度了 ， 所以你在时间上的速度 ， 就会减损一些 ， 换言之 ， 你的时间就走得慢一些 。
光速
有了这个认知 ， 我们再看刚才的场景 ， 假设此时有一列火车的速度已经接近光速了 ， 那么火车里面的人依旧往前跑 ， 按照经典的牛顿速度叠加公式可以得出 ， 只要这个人在火车里面跑出一点点速度 ， 加上火车本来的速度 ， 最终的结果完全有可能会超光速对不对？但是请回顾刚才爱因斯坦对时间的描述 ， 任何事物的时间速度和空间速度不可兼得 。
由于这个人已经在火车里面 ， 所以即使他不动 ， 他也已经拥有了接近光速的速度 ， 既然他的空间速度如此之大 ， 就意味着时间速度必然很小 ， 此时他的时间几乎快要停止流动了 ， 所以他根本无法在火车里面 ， 跑出一个额外的速度 ， 使得两者加起来超过光速 。 而这也就是为什么 ， 任何有质量的物体无法超过光速的原因所在 ， 因为时间会阻碍你超光速 。 而这也意味着 ， 如果火车此时已经达到光速 ， 那么车里面的人 ， 其时间将会彻底静止 ， 此时这个人的空间速度为光速 ， 时间速度为0 。 而这就是相对论里面非常著名的“时间膨胀效应” 。
火车
也许你会有一个疑问 ， 高速运动的物体时间会变慢 ， 这种现象真的是客观存在的吗？听起来感觉有点玄幻 ， 不像是科学？有没有什么证据来证明呢？当然有 ， 早在1971年时 ， 人们就做过一个实验 ， 把两个一模一样的原子钟拿出来 ， 一个放地面上 ， 另外一个放在一架飞机上 ， 让飞机飞行一段时间后 ， 回到地面 ， 再将两个原子钟拿出来对比 ， 你会发现 ， 在飞机上的原子钟的确比地面上的原子钟慢了一些 ， 两者时间相差了千亿分之1秒 。
而这个实验第一次证明了爱因斯坦的相对时空观 ， 完全的正确 。 也许说到这里 ， 你又会觉得 ， 两个钟相差时间这么小 ， 难道不是实验仪器误差导致的吗？其实你要明白 ， 最精密的铯原子钟每秒能周期运动90亿次 ， 所以面对刚才的时间差 ， 原子钟完全能精确测量 ， 不存在仪器误差这一说法 。 而且这个实验是经过了多个科学家团队用多种原子钟测试过 ， 如果真的是误差 ， 不可能这么巧 ， 所有团队得出的误差都是千亿分之1秒 。
爱因斯坦
但是如果运动的物体时间会变慢 ， 那是不是意味着说 ， 我只要一直坐在运动的火车里面 ， 就能衰老得更慢一些呢？其实大家由于长期受到牛顿的绝对时空观的影响 ， 所以忘记了一个事实 ， 那就是任何事物的运动 ， 都需要选择一个参考系 。
假如此时我在一列高速运动的火车里面 ， 以地面为参考系 ， 地上的人肯定觉得我在运动 。 但是如果以火车里面的人为参考系 ， 他们会觉得我并没有运动 ， 只是坐在沙发上而已 。 所以同样的一个物理过程 ， 换了参考系 ， 有人说在动 ， 有人说没动 ， 其实大家都是正确的 ， 没有一个所谓标准答案 。
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