我們經(jīng)常會聽到這樣的說法：光速飛行，時間就會靜止。超越光速，時間就能倒流，我們就能回到過去。
上述觀點很好讀懂。但這里我們需要強調(diào)一下：第一，為何一定要超越光速才能，還有，超越的為何是光速而不是其他速度？光速是速度為何會與時間有千絲萬縷的聯(lián)系？
在數(shù)學(xué)課上我們都學(xué)過，速度等于距離除以時間，也就是空間除以時間。從中能夠看出，速度與空間和時間都有一定的關(guān)系，速度的改變會影響時間和空間。
當(dāng)然，上述觀點并不是今天要講解的核心思想，只是一種通俗的理解方式。
速度，并非絕對的，而是相對的。當(dāng)我們說某某物體的速度時，其實都會默認有一個參照物存在。比如說我們說汽車的時速為100公里，其實就是默認地面為參照物。只有選擇了參照物，速度才有意義，否則速度就失去了存在的意義。
這就意味著，選擇不同的參照物，物體的速度就會不同，速度是會隨時變化的。這種速度的相對性在我們生活中隨處可見。
再舉個通俗的例子。你和朋友駕駛車輛以100公里的速度在高速公路上行駛。但盡管汽車速度很快，但在你眼里你的朋友是靜止不動的。但對于靜止在地面上的我來講，你的朋友在快速飛行。
但奇怪的是，光速顯得很特別，光速從來不會因為參照系的不同而有任何改變。
這就是光速不變原理。
說白了，在任何參照系下，在任何運動狀態(tài)下觀察光速，光速本身都是不變的。通俗來講，光速不會與其他速度疊加。
舉個現(xiàn)實中的例子，你就能直觀感受到光速的獨特性了。
假設(shè)你拿著手電筒以50%的速度（相對地球）飛行，我站在地面上不動。在我眼里手電筒的發(fā)出的光飛行速度是多少呢？
按照我們?nèi)粘Ｉ畹乃俣券B加原理，很容易得出手電筒的光的速度應(yīng)該是光的速度+你飛行的速度，也就是150%光速。
但事實上并非如此，在我眼里，手電筒發(fā)出的光飛行速度仍舊是光速，而不是150%光速。
說白了，光速是絕對的！
到這里你可能意識到了什么。由于速度是空間除以時間，三者都是相關(guān)聯(lián)的，隨時變化的。如果想要保持光速的恒定不變，其他兩個因素必須無條件地相應(yīng)改變來適應(yīng)光速的絕對不變。
也就是說，如果光速是絕對不變的，那么時間和空間必須要改變。這也說明了時間和空間向來就不是兩個完全獨立于彼此的，而是相輔相成，是有機的整體，也就是我們通常所說的“時空”（四維時空），時間和空間是不可分割的。
四維時空是愛因斯坦相對論的核心。
那么時間和空間會有怎樣的概念來適應(yīng)光速不變呢？
時間膨脹（鐘慢效應(yīng)）和尺縮效應(yīng)！
舉個例子。我靜止在地面上，你相對地面高速飛行，在我眼里你的時間流逝速度就會變慢，我看到你的一切都是慢動作。
為何現(xiàn)實中我們看不到時間膨脹效應(yīng)呢？因為我們平時的速度相對光速實在太慢了，時間膨脹效應(yīng)微乎其微，可以忽略不計。必須以亞光速飛行才能體現(xiàn)出來。
那么為何會出現(xiàn)時間膨脹效應(yīng)呢？用簡單的數(shù)學(xué)幾何公式（初中就可以）就可以推導(dǎo)出來（之前多次說過，這里就略過了）。同樣地，尺縮效應(yīng)也是如此。
時間膨脹和尺縮效應(yīng)是同時出現(xiàn)的，也可以說兩者是等效的。
既然速度越快，時間流逝的速度就越慢，那么如果速度達到光速，是不是意味著時間就停止了呢？
來個思想實驗。假設(shè)你以光速飛行，意味著你表現(xiàn)出來的性質(zhì)也像光那樣。而對于光本身來講，在它眼里是沒有時間概念的。光可以瞬間跨越任何浩瀚星際距離，而不消耗任何時間。在光眼里根本沒有空間和時間的概念。
也就是說，對于光來說，時間是靜止的，停滯的。當(dāng)然如果你能以光速飛行，也是如此。但無論如何你做不到這點，你只能盡可能地接近光速飛行。
說到這里，估計不少人會有這樣的疑問：既然光的時間是停滯的，為何我們還說光在傳播過程中仍然需要時間呢？比如說光速飛行一光年的距離需要一年時間，太陽光飛行到地球需要大約8分鐘。
這就是參照系選擇的不同。剛才所說的“光的時間是停滯的”是以光的角度來描述的，而我們通常所說的“太陽光飛行到地球需要8分鐘”是以人類視角來描述的。
那么如果能夠超越光速飛行，是不是能夠回到過去呢？
理論上，如果你能超光速飛行，你確實能追上某個物體很早時間發(fā)出的光，甚至能夠追上自己本身過去發(fā)出的光。
但這并不意味著你能夠回到過去，你只是看到了過去的某個影像而已。就相當(dāng)于你突然瞬移到2200光年外，能夠看到秦始皇（理論上）一樣，但你回不到秦始皇時代。
那么物體（有靜質(zhì)量）的物體速度為何無法達到甚至超越光速呢？
根據(jù)愛因斯坦狹義相對論，物體的速度越大，質(zhì)量也就相應(yīng)變大，當(dāng)速度接近光速時，質(zhì)量會趨于無窮大，這就是質(zhì)增效應(yīng)。再想加速就需要無窮大的能量才行，顯然這是不可能的。
對于光速不變原理，還有一點需要強調(diào)，廣義上的光速不變實際上還包含著以下內(nèi)容：
舉個例子，假如你我分別以60%光速反方向飛行，我們觀測彼此的相對速度是多少呢？120%光速（60%+60%）嗎？
并不是，你我的相對速度仍舊是光速，而不會超越光速。即使我們兩個的速度無限接近光速（比如99.99%），我們兩個的相對速度仍舊是光速。
說到這里，就需要提到洛倫茲變換。我們所在的低速世界基本上用伽利略變換就可以了（說白了，也就是速度疊加）。
但一旦上升到亞光速世界，伽利略變換就不準(zhǔn)確了，需要用到更準(zhǔn)確的洛倫茲變換。實際上，伽利略變換就是洛倫茲變換的特例，低速世界的特例。
從上面的公式中就可以看出，當(dāng)v1和v2非常小時，分母就趨于1，洛倫茲變換就成了伽利略變換，這也說明了伽利略變換是洛倫茲變換的特例。
最后總結(jié)一點，雖然我們無法達到或超越光速，我們無法利用速度回到過去，但是大自然似乎并不反對我們回到過去。廣義相對論預(yù)言的蟲洞有可能讓我們“超光速”飛行，甚至回到過去。
蟲洞是連接兩個不同時空結(jié)構(gòu)的通道，雖然科學(xué)家還沒有找到蟲洞，但理論上它是存在的?；蛟S未來某天我們可以通過蟲洞瞬間到達遙遠的星際距離，甚至回到過去。
也說不定未來某天有未來人會通過蟲洞造訪地球。
你，期待嗎？
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