摘要：在牛顿的经典力学之秩序井然的宇宙中，速度与时间是两个风马牛不相及的概念。速度即是速度，时间便是时间，它们彼此间并没有什么深层联系。如果有人告诉你速度的快慢可以影响时间的流逝，你一定会认为这个人疯了（实际上，直至今日，仍有部分人认为爱因斯坦的理论“不合常理”）。
在牛顿的经典力学之秩序井然的宇宙中，速度与时间是两个风马牛不相及的概念。速度即是速度，时间便是时间，它们彼此间并没有什么深层联系。如果有人告诉你速度的快慢可以影响时间的流逝，你一定会认为这个人疯了（实际上，直至今日，仍有部分人认为爱因斯坦的理论“不合常理”）。
牛顿的经典力学是在绝对时空的背景下诞生的。那么，何为“绝对时空”呢？简单来说，时间和空间是固定的，不因任何环境变化而变化，每个地方的时间流逝速度都是一致的。
这样的时空观非常符合我们的日常生活经验，毕竟地球上每个人体验到的时间流逝都是等同的（当然，严格来讲，这一点其实有些微差异，我们稍后再来探讨）。在神话故事中，我们或许会听到“天上一日，地上一年”这样的情节，但这些不过是寓言中的虚构设定，没有人会当真。
而牛顿的绝对时空观也统治了科学界数百年之久，直至19世纪末。
当时，科学界认为科学的高塔已近乎完工，不再需要太多的创新和发现，仅需稍加修饰即可。科学家们也因此而自豪，认为他们终于触及到了科学的终极真理。
然而，除了两朵漂浮在科学界天空中的“乌云”之外！
其中一朵“乌云”，正是颠覆了科学家们自以为稳固的科学塔，这座塔因此而轰然倾塌。
那朵“乌云”是迈克尔逊-莫雷实验与“以太”间的矛盾，两者之间的冲突究竟是怎样的呢？
所谓的“以太”，可以理解为牛顿绝对时空观中的“绝对参照系”，或者更准确地说，是“光速的参照系”。为何如此呢？
这源于“以太”概念的诞生背景。在光的传播需要一个媒介的想法下，以太被设想为光波的载体。而当牛顿经典力学与麦克斯韦方程组产生矛盾时，以太的概念应运而生，两者的矛盾又是什么呢？
简单来说，牛顿的经典力学以绝对时空为基石，核心观点是“速度是相对的，必须相对于某个参照系才有意义”。例如我们通常提到的速度，默认是以地球为参照。
但麦克斯韦方程组却挑战了这一观点，它提出了一个革命性的观点：光速与参照系无关，只与真空的磁导率和介电常数有关。
这“矛盾”在科学界引起巨大震动，因为牛顿和麦克斯韦都是科学界的巨擘，牛顿的经典力学已是根深蒂固，难以撼动。
与此同时，麦克斯韦方程组的简洁与美感，让科学家们都难以抗拒。
那么，该如何解决这一矛盾呢？“两全其美”成了当时的共识。科学界纷纷提出假设，试图调和两者的冲突，在这样的背景下，“以太”的概念应运而生。
科学家们认为，光速也需要一个参照系，那就是“以太”。以太是宇宙中的绝对参照系，是我们看不见、摸不着的。
换句话说，以太的概念是一种假设。起初，这种假设并没有什么不妥，因为一切科学理论都源于假设，只要这些假设能够在验证中站稳脚跟，便可视为好假设。
然而，关于以太的假设并没有持久。人们对于新奇事物总是充满了好奇心和求知欲。
迈克尔逊和莫雷就对以太的本质充满了好奇，他们想要弄明白以太到底是何物，是如何存在的。
因此，迈克尔逊-莫雷实验应运而生（具体过程在此略过）。
根据以太的诠释，以太无所不在，静止不动。因此，若有物体运动，便会形成“以太风”，就像我们在无风的环境中奔跑，也会感受到风的存在。利用这种效应，科学家们可以计算出地球在宇宙中相对于以太的绝对速度。
迈克尔逊和莫雷试图通过测量不同运动状态下的光速来证实以太的存在。但无论他们如何努力，得到的结果都是“冰冷冷”的：无论在何种运动状态下测量光速，数值始终不变，都是30万公里每秒！
这样的结果显然令人费解。唯有两种解释：要么迈克尔逊-莫雷实验是错误的，要么以太的概念是错误的，以太根本不存在。
以太不存在？这对当时的科学界来说是一个无法接受的结论，因为它意味着绝对时空观的崩溃，牛顿经典力学的不完善，这对科学界来说是一个巨大的打击，牛顿的理论在他们心中的地位不可动摇。
在迈克尔逊-莫雷实验之后，其他科学家们也进行了一系列更加严格、精确的实验，但结果始终如一：无论怎样测量，光速始终保持恒定，30万公里每秒。
这该如何是好？迈克尔逊-莫雷实验与以太的矛盾像一根“刺”卡在科学界的喉咙里，让他们如坐针毡。
在关键时刻，爱因斯坦的大脑思维打破了僵局，他意识到问题的核心所在：既然实验本身无误，那么问题肯定出在以太概念上。而以太本身就是一个假设，与实验结果相悖，那么抛弃它，问题不就迎刃而解了？
于是爱因斯坦运用“奥卡姆剃刀”原理（这个原理非常实用，尤其是在日常生活中面对那些固执己见的人时），干脆利落地将以太“剔除”了。
同时，爱因斯坦提出了一个全新的假设，即“光速不变原理”：在任何参照系或运动状态下，光速都是恒定的。
牛顿的绝对时空观轰然倒塌，爱因斯坦则建立了相对时空观。基于“光速不变原理”和“相对性原理”，爱因斯坦创立了著名的狭义相对论。
光速不变原理虽然也是一个假设，但它比以太的概念更具说服力，因为它有严密的实验数据作为支撑，不只是一个理论。起初，科学界并不太认可狭义相对论，但随着更多实验证据的出现，外界不得不接受这一理论。
狭义相对论为我们提供了一个全新的世界观和宇宙观，彻底颠覆了牛顿的绝对时空观。爱因斯坦之后将“洛伦兹变换”引入狭义相对论中，由此产生了光速极限、时间膨胀、尺缩效应、质增效应等现象。
速度（光速）与时间的联系变得前所未有地紧密。为什么会这样呢？原因其实很简单。在牛顿的绝对时空观中，时间和空间都是绝对的，速度（光速）会随着参照系的改变而变化。但在爱因斯坦的相对时空观中，光速是绝对的，因此时间和空间必须随着参照系而变化，才能保证光速的不变。光速与其他速度的叠加不会改变，合成公式如下：
通俗地说，光速会根据你的运动状态而变化，你越快，光速就越快，你越慢，光速就越慢，光速会随着你的运动状态而相应调整。
更精确地说，光速不仅仅是速度，它代表了四维时空的内在属性，任何静质量为零的物质传播速度都是光速，如信息传播速度，引力波和胶子的传播速度。
为了保证光速不变，时间和空间必须相应改变，从而产生时间膨胀和尺缩效应，公式如下：
从公式中可以看出，速度越快，时间就越慢，当接近光速时，时间几乎停止。公式的推导基于光速不变原理，之前的文章已有说明，此处不作赘述，感兴趣的朋友可以尝试了解。
狭义相对论的核心之一是“光速不变原理”，但不容忽视的是参照系的选择。许多人之所以不愿接受相对论，正是因为在不断转换参照系的过程中迷失了方向。
最后强调：
光速不变原理是假设
光速不变原理是假设
光速不变原理是假设
重要的事情说三遍！
但是假设的东西我们凭什么相信？
我们可以选择不相信，并提出自己的假设，但正如“以太”这个假设一样，如果你的假设能比光速不变原理更适合解决经典力学与麦克斯韦方程组的矛盾，更符合实验数据，更能经受住考验，你肯定比爱因斯坦还要聪明！人们也会更信服你的假设。
但问题是，你我不能，截至目前没有人能做到。
而且，假设越多，出错的几率也就越大。就像一个谎言，为了圆一个谎言，需要不断编造更多的谎言。所以，假设越少，犯错的几率就越小。爱因斯坦只用两个假设（另一个是相对性原理）就提出了伟大的狭义相对论。
因此，我们不妨平静地接受狭义相对论，毕竟一百多年来越来越多的事实已经证明了它的正确性，比如手机导航系统就是最好的证明。
非要拒绝相信相对论，以此来显示你的“与众不同”？
来源：宇宙探索
