一個至今仍無法解釋的現象，讓愛因斯坦明白了隱藏在時間裡的秘密

長久以來，人們都認為時間是最公平的，對於每一個人來說時間都以相同的速度在流逝，但愛因斯坦卻認為時間不是固定的，1905年，他在《狹義相對論》中指出，一個物體的運動速度越快，其時間就越慢，10年之後，他又在《廣義相對論》中指出，一個物體所在的引力場越強，其時間就會越慢。

相信大家一定會比較好奇，為什麼愛因斯坦會這樣說呢？下面我們就來通俗易懂地介紹一下，讓你無需晦澀的理論和公式，輕鬆理解為何愛因斯坦會說時間不是固定的。

總的來說，這其實就是一個至今仍無法解釋的現象，讓愛因斯坦明白了隱藏在時間裡的秘密。這個現象就是「光速不變現象」，注意這裡的「光速不變」並不是指光本身的速度不變，而是指無論你處於哪個參考系中，你都會觀察到光的速度（c)是一樣的。

舉例說明，假如你以50%光速（0.5c)迎著一束光運動，那麼按常理來講，在這種情況下這束光相對於你的速度應該是150%光速（1.5c），但實際情況卻是，這束光在你的眼中仍然是以光速在運動，而假如你以同樣的速度與這束光做反向運動，你仍然會得出相同的結果。

需要指出的是，這種反常識的現象是經過了科學家們無數次實驗所得出的結論，至於為什麼會這樣，科學家們至今仍無法解釋，很顯然，當時的愛因斯坦也無法解釋這個現象，於是他乾脆將其作為公設，並在此基礎上提出了《狹義相對論》。

為了說明《狹義相對論》中所描述的運動與時間的關係，我們需要做一個簡單的思想實驗，為了方便計算，在這個思想實驗裡我們取光速的近似值——每秒鐘3億米。假設有兩個人——小明和小強，小明坐在一列行駛中的火車裡，這輛火車長度為300米，並以每秒鐘30米的速度做勻速直線運動，而小強則站在地面上作為靜止參考系。

現在小明在火車的尾部用手電筒向火車的頭部發射了一束光，在小明的眼中，在0.000001秒之後，這束光剛好就到達火車的頭部，期間這束光以光速飛行了300米的距離，一切都是合情合理。

而在小強的眼中，在這0.000001秒的時間裡，火車還前進了0.00003米，也就是說，當這束光剛好到達火車頭部的時候，小強觀察到的這束光飛行的距離是300.00003米。如果我們按常規思路來看的話，這束光疊加了火車的速度，也就是每秒鐘3億零30米，因此這束光在0.000001秒的時間裡飛行了300.00003米也是合情合理的。

然而我們已經知道了無論從哪個參考系來觀察，光的速度都是一樣的，也就是說這束光不可能具備每秒鐘3億零30米的速度，所以當小強看到這束光剛好到達火車頭部的時候，這束光應該是飛行了0.0000010000001秒的時間。

這就意味著，在上述的同樣一個事件中（一束光從火車尾部飛到火車頭部），小明經歷了0.000001秒的時間，而小強則經歷了0.0000010000001秒的時間，換句話來說就是，小明的時間變慢了，很明顯，如果小明乘坐的火車速度再快一點，小明的時間就會變得更慢。

那麼愛因斯坦為什麼又要說一個物體所在的引力場越強，其時間就會越慢呢？

我們乘坐電梯時都有過這樣的經歷：當往上行的電梯在啟動時的一瞬間，我們會感受到一個向下的力，反過來也是一樣，為什麼會這樣呢？簡單地講就是，電梯的加速度讓我們感受到了與其加速度方向相反的慣性力。

現在我們再來做一個思想實驗，假設在失重的環境下有一部電梯，而小明就在這部電梯裡。想像一下，在這部電梯以一定的加速度向上運行時，小明會怎麼樣？沒錯，在這種情況下，小明會一直感受到一個向下的慣性力，而假如這部電梯的加速度正好是9.8米/平方秒，那麼小明就會感受到和地球引力一樣的力。

再進一步想，如果這部電梯是密封的，小明根本無法觀察到電梯外面的情況，那麼小明能不能分清楚自己所感受到的力，是電梯加速度造成的慣性力還是地球的引力呢？答案當然是否定的。

這就說明了一個具有適當加速度的參考系與引力場中的參考系不可區分，或者說它們是等效的，這就是愛因斯坦在《廣義相對論》中提出的一個重要原理——「等效原理」。

可以看到，既然這兩者不可區分，那麼我們在描述引力場的時候，就可以直接用一個具有適當加速度的參考系將其代替，這樣就可以直接使用《狹義相對論》來描述引力場中的時間問題。顯而易見的是，對於更強的引力，我們就要用更高的加速度來代替，因此我們就可以得出，在引力場中的時間也不是固定的，一個物體所在的引力場越強，其時間就會越慢。

最後講一下，在愛因斯坦明白了隱藏在時間裡的秘密，並將其以理論的形式提出之後的100多年時間裡，科學家們進行了大量的相關研究和驗證，時至今日，科學界已經有了充分的證據可以表明時間真的不是固定的。比如說著名的「原子鐘飛行實驗」就證實了速度與時間的關係，而我們現在所用的衛星定位系統，也是根據《廣義相對論》中所描述的引力和時間的關係進行了校準，否則的話根本就無法正常工作。