本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
當有人問你，你現在的運動速度是多少？我們一瞬間想到的就是我們在空間中的移動速度，這時你可能會回答：
我現在坐在凳子上，相對於地面這個靜止的參考系，我並沒有發生移動，所以我運動的速度為0。
如果你眼光再放遠一些，你可能會說，雖說我相對於地面是靜止的，但是地球卻不是靜止的，它在運動，地球赤道自轉的速度為1600公裡/小時；
除了自轉，地球還在以107000公裡/小時的速度繞著太陽公轉，這還沒有結束，太陽系還繞著銀河系轉，速度為828000公裡/小時，而銀河系在宇宙空間中還在運動，速度為每小時216萬公裡。
所以我在宇宙空間中的運動非常複雜，且速度也非常快。
你認為這就結束了嗎？
其實我想說的是，這樣的說法沒錯，但是我們忽略了非常重要的一點。
一說到運動，我們通常只會想到空間，卻忽略了時間。在牛頓時代，空間、時間、物質、運動相互之間沒有任何的關聯。
空間和時間可以獨立於物質存在，也就是說宇宙中要是空無一物，沒有任何的物質存在，空間和時間同樣可以存在。空間和時間只是給物質的存在和運動提供了一個平臺；而物質的存在、運動並不能改變空間和時間。
就像是舞臺一樣，有沒有演員，以及演員在舞臺上表演什麼節目，對舞臺本身來說無關緊要，沒有任何的影響。
但是愛因斯坦改變了以上的看法，他認為時間和空間是一個不可分割的整體稱為四維時空，時空的存在離不開物質（能量）的存在，而物質（能量）的存在以及運動也可以改變時空的結構。
總之這幾樣東西誰也離不開誰，且互相影響著。
最為關鍵的是，愛因斯坦把時間這個看不見、摸不著的東西，變成了一個和空間一樣真實存在的維度，就跟前後左右上下一樣。
可不幸的是，時間這個維度我們深處在三維空間中根本看不見，是一個虛無縹緲的維度，但是我們卻可以真實的感受到時間的流逝。
而且時間這個維度和空間最大的區別是，在空間中我們不僅可以前進還可以後退，不僅可以上升還可以下降，但是時間的流逝就像是被安上了單向閥一樣，只可以前進，我們無法讓它後退，過去發生的事情也無法再次重現。
這裡再多說一句：相信你看過《星際穿越》，這是非常經典的一部科幻電影，最後男主進入黑洞來到了五維時空，在這個更高的時空維度裡，時間就是一個像空間一樣真實存在的維度，他可以隨意的看到、並且改變過去發生的事情。給自己的女兒墨菲傳遞信息。
所以在科學裡，我們一直也認為，時間是真實存在的，且在更高的維度裡，它就是一個和空間維度一樣的「實體」。
雖然我們在四維時空中不可以讓時間倒流，看不到過去發生的事，但是我們可以左右時間的流逝速度。
這就是愛因斯坦相對論的成就，時間膨脹效應說的是，當一個物體在空間中的運動速度加快，那麼它在時間中的移動速度就會減慢。
也就是說，當一個物體在空間中的靜止，那麼它在時間中運動速度就不會受到影響，也就是正常的移動速度。
這就像是你駕車在一條筆直的公路上向西勻速運動（在時間中移動），這時你開始沿著西北方向以不變的速度開去，那麼這時你的速度就會在北邊（空間）產生一個分量，導致你在西邊（時間）的移動速度減慢。
當你的運動速度在北邊（空間）的分量越來越多時，那麼你在西邊（時間）上的運動速度就會持續的減小，甚至會降低為零，也就是在西邊方向上停止運動，時間停止。
上圖中的虛線就是狹義相對論下，運動速度和時間膨脹效應之間的關係，橫軸時空間中的速度，豎軸是時間流逝速度；
當物體在空間中的運動速度為0時，時間的流逝速度為1，當到達0.5倍的光速時，時間就會減慢到原來的0.9倍，當速度達到1倍的光速時，時間的流逝速度就變成了零。
這可以看出來，當我們說運動的時間可以分為兩個部分：空間和時間，也就是物體在時空中的速度。
當物體在空間中不動的時候，它就只在時間裡動，當物體在空間中動的時間，它在時間裡的運動就會向空間中產生一個分量，導致在時間中移動變慢，當運動速度空間中達到光速，時間徹底停止。
所以說，我們在時空這個整體中運動的速度就是光速，這個速度是恆定的，它會在空間中產生分量，導致時間流逝變慢。
只不過在時間中的運動對我們來說沒有真切的「感受」，不像是空間中那種風馳電掣的感覺。
當然在現實的宇宙中只要是有質量的物體在空間中運動的速度都只會無限的接近光速，不能達到更不可以超越光速。
但是有一些無質量粒子它們可以在空間中達到光速，在時間中停止運動，它們就是光子和八個膠子。
對它們來說，沒有時間上的分量，因為在空間中它們就已經達到了光速，因此根本不會在時間中運動，就像是汽車一樣，現在一直在往北邊開。
對於光子來說，它沒有壽命，不會衰變，可以永生，因為它就沒有時間，除非被其他物質吸收。例如我們常說我們現在接受到的太陽光是8分鐘前發出的，這是以我們的觀點來看的；
對於光子來說，它從太陽到地面然後被吸收，是一瞬間的事。從它出生到消失，根本就沒有經歷過時間。
大爆炸產生的光子（微波背景輻射）在我們看來已經有138億年的歷史了，但是對於光子來說，它剛誕生就被我們的儀器探測到了。
甚至對於光子來說，宇宙的開始和結束，都發生在同一個時間點。光子認為，宇宙剛誕生就是死亡了。
這就是在空間中達到光速的神奇之處，在時間上停止運動，沒有時間的感受。這可能就是為什麼，宇宙要限制有質量的物體在空間中達到光速，因為這太神奇了。
總結：
雖然我們無法在空間中到達光速，但是我們卻一直在時空中以光速穿行，只不過這個速度基本上發生在時間維度上。在時空這個結構中，一切事物的速度都是恆定的。