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提到相对论 ， 可谓无人不知无人不晓 ， 可能你不太清楚相对论的原理 ， 但绝对听说过相对论 。
其实狭义相对论并不复杂 ， 它是建立在两个假设基础上推导出来的 ， 下面就用通俗的方法和大家一起了解时间膨胀原理 。
首先 ， 一个光子钟 ， 宇宙中最精确的计时器 。
光子钟的原理很简单 ， 两面镜子上下距离15厘米 ， 镜子之间有一个光子垂直上下运动 ， 碰到镜子就会来回反弹 。 光速为30万公里每秒 ， 那么光子飞行一个回合所用的时间就是十亿分之一秒 。
下面让我们一起来个思想实验 。
有两个这样的光子钟 ， 其中一个放在宇宙飞船上 ， 另一个放在地面上 。
飞船上的光子钟里的光子从A点飞到B点 ， 对于地面的观察者来说走的是一条斜线 ， 这很容易理解 ， 如果不是斜线的话 ， 光子就会飞到光子钟外面 。
利用光速不变原理 ， 我们可以得出：对于地面上的观察者而言 ， 光子飞行一个回合行走的路线更长 ， 光子飞行一个回合可能需要五亿分一秒或者更长时间 。
结论就是：飞船上的时间变慢了！
变慢的不仅是光子钟 ， 飞船上的所有事物的时间都会变慢 。 如果你在飞船上 ， 地面上的人会看到你的所有动作都是慢动作！
那么具体变慢多少呢？可以用数学公式简单推导出来 。 如下图：
利用直角三角形的勾股定理可以得出：（ct')2=（ct)2+（vt')2
然后把这个公式进行简单的变换就可以得出这样的公式：t'=（1/√1-v2/c2）t
【用数学公式通俗理解狭义相对论，用初中数学就能看懂！】
这个公式就是时间膨胀公式 。 通过公式可以看出 ， 当速度V非常小时 ， t与t'无限接近 ， 由于光速非常大 ， 可以认为t与t'相等 。 就像我们日常生活中经历的速度相对光速都很小 ， 我们根本不可能感受到时间膨胀效应 。
但是当V很大时 ， 尤其是非常接近光速时 ， t就趋于无穷大 ， 这意味着什么？
当飞船速度无限接近光速时 ， 时间会变得越来越慢 ， 最终趋于停止 。 有人可能会问：如果超光速飞行呢？难道可以穿越时空回到过去吗？
并不是这样的 ， 速度V大约光速是不被允许的 ， 因为负数不存在平方根 ， 或者说平方根是虚数 ， 虚数是没有现实意义的 。
所以 ， 不要再认为狭义相对论晦涩难懂了 ， 它其实并不难 ， 只要我们能很好地理解狭义相对论的两个基本假设 ， 狭义相对性原理和光速不变原理 ， 就能更好地理解时间膨胀效应还有尺缩效应！
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