讓我們先退一步，回顧一個事實：根據狹義相對論的假設，一個物體接近光速（或者任何速度）的時候，時間都不會變慢。
一種專門設計用來量化時間的儀器在運動或相對於觀測者運動時（速度接近光速），時鐘會走得更慢（稍後會詳細介紹）。愛因斯坦所描述的鐘的類型是一個特定的性質和設計的一個「光子鍾」。
在光子鍾內，光在鏡子之間反射。如果你相對於光子鍾同時運動（或者停止），光會相對於你和鏡子上下移動。不論你相對於其他物體的速度如何，光子鍾走的速度不變，因為你相對於光子鍾靜止。
一個人拿著光子鍾，相對於你靜止，可用於和你的光子鍾走的速度作比較。這些時鐘可以被同步，並保持愛因斯坦同步過程。
相對於鍾運動的觀察者，光在鏡子間的運動途徑是不一樣的。
不僅僅是相對軌道的不同，由於鏡子處於相對運動狀態，光子經歷的路程更長。由於光速不變，更長的路程意味著更長的反射時間，也就是說鐘錶擺動的間隔更長了。因此，光子鐘相對觀察者運動的時候，鐘的累計時間會變慢，我們稱之為：時間膨脹。
從相對運動的觀察者的角度來看，鐘擺動的頻率更低，由於[第二個假設]約束，光速不會因光源的運動而改變。於是，與有時鐘的觀察者相比，這就減慢了光到達運動的鏡子的速度。
移動的光子鍾
可以很明顯的看出來，通過考慮第二個假設的反面，即伽利略相對論，第二個假設的採用使得光子鍾走得更慢。在這種情況下，光的相對速度會由於光源的運動而改變。最終的結果是，光源給光的附加速度將完全補償由於鏡面運動造成的損失。因此，所有的光子鍾都以與伽利略相對論相同的速度運行，不管是運動還是靜止。
這是因為在狹義相對論的參照系中，光的傳播速度是恆定的，且不會因光源運動而增加。但是鏡子可以移動，由此造成了時間膨脹現象。如果沒有由於光源運動而增加的速度，光就會延遲到達。
與時鐘運動方向平行的時鐘也會發生時間膨脹：
根據第二個假設，相同速度運動的觀察者測量他們以正確的速度（A）運動的時鐘。以相對速度（B）運動的觀察者，當時鐘垂直於運動方向時，光線必須到達才能發生反射，從而導致反射延遲。一旦被反射，就會有更少的延遲，因為時鐘的背面（mirror 2）朝著光的方向移動。
雖然這一點在討論麥可遜-莫雷實驗（接下來會提到）中會變得很明顯，平行的時鐘比垂直的時鐘走得更慢。但只有在不考慮平行時鐘運動方向的長度收縮時，這才成立。
長度收縮意味著光到達鏡面和返回光源的距離在兩個方向上都減小了。這種由平行時鐘的長度收縮引起的偏移意味著兩個運動中的垂直光時鐘以相同的延遲率運行，而不考慮方向，這與相對論原理相符。
相反，如果我們應用伽利略相對論的概念，光獲得光源的速度，然後補償鏡子的運動，最終結果是，一個與它的運動方向平行的光子鍾將以與靜止的時鐘或與它的運動方向垂直的時鐘相同的速度運行。同樣地，與愛因斯坦的光子鐘不同，不同方向的時鐘將以與伽利略相對論相同的速度運行。
麥可遜-莫雷實驗（MME）
MME是一個偉大的實驗，展示了運動的光子鐘的時間膨脹現象。MME裝置由兩個相互垂直的光子鍾組成，一個時鐘指向運動方向90度，另一個時鐘指向平行於運動方向。這些都包含在一個實驗裝置中。
麥可遜幹涉儀
如上所述，如果我們假設愛因斯坦或伽利略相對論，一個相同速度運動的觀察者將不測量任何時間膨脹，同時信號返回到探測器。當光子鍾在運動時，你可以看到平行時鐘與垂直時鐘的延遲，且不受手臂長度收縮的影響。
如果考慮到長度收縮，兩個時鐘發出的光會同時回到探測器。由於不需要由於長度收縮而產生的附加效應，伽利略相對論的假設認為信號同時返回到探測器。
我們知道，無論運動還是靜止，兩個時鐘發出的光都會同時到達探測器，因為無論時鐘的方向如何，我們總是能看到相同的幹涉圖。為了證明這一點，裝置慢慢地轉向，它也隨著地球的旋轉和軌道而轉向。
但是我們有兩個理論可以解釋同時到達的光。一方面，我們有愛因斯坦的理論，它要求長度收縮，光相對於觀察者運動的速度比相對靜止的要慢。另一方面，我們有伽利略相對論：光獲得了光源的速度，它補償了鏡子的運動，導致兩個垂直的時鐘反射的速度相同，不管相對靜止或運動。
長度收縮並不需要伽利略的相對論來解釋MME，並考慮奧卡姆剃刀原理——最簡單的解釋往往是最好的，它值得適當的考慮。同樣的實驗證實了愛因斯坦的理論是非常精確的，也證實了與之完全相反的理論是非常精確的。我知道我對更好的理論的選擇是什麼，但我將留給讀者自己做決定。
結論
當光子鐘相對於靜止時鐘相對運動時，它會慢下來，這是採用狹義相對論第二假設的直接結果。無論光子鐘的相對速度是接近於零還是接近光速，光子鐘的速度都會變慢，因為鏡子的運動不會因光源的運動而平衡。雖然鏡子無法逃避與光的相遇，但它可以延遲光的到來。
文中的光子鐘的描述非常嚴格，僅用於描述上述特定的光子鍾。因為這些光子鍾依賴於光，也就是第二個假設所描述的光，所以它們在運動時滴答得更慢。如果第二個假設是真的，那麼這就是一個直接的合理的結論。
但並不是所有的鐘都是光子鍾，並不依賴於光作為計時的機制。且從移動的光子鍾應用到所有的時鐘上所測量的時間膨脹的籠統概括缺乏一個清晰的邏輯步驟。而且，測量時間的時鐘並不是時間本身。就像愛因斯坦不相信時間就是鐘錶的讀數，但根據他的第二個假設，運行中的光子鍾反射得更慢。
作者:
FY: Lee King
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