在過去很長一段時(shí)間里，人們都認(rèn)為時(shí)間流逝的速度是恒定的，無論在哪里，時(shí)間都會(huì)以相同的速度流逝，但愛因斯坦卻提出了不同的觀點(diǎn)，他在相對(duì)論中指出，速度和引力都會(huì)對(duì)時(shí)間流逝的速度產(chǎn)生影響，一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度越快，或者它受到的引力越強(qiáng)，其時(shí)間流逝的速度就越慢。

(資料圖片僅供參考)

愛因斯坦的這種理論在提出之后受到了很多質(zhì)疑，畢竟這太過違背常識(shí)了，但隨著時(shí)間的推移，大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)卻表明，愛因斯坦其實(shí)是正確的，時(shí)至今日，相對(duì)論早已得到了科學(xué)界的認(rèn)同，其中有關(guān)時(shí)間膨脹的理論，也有了實(shí)際應(yīng)用。

一個(gè)常見的實(shí)際應(yīng)用就是全球定位系統(tǒng)，要知道與地面相比，運(yùn)行在太空中的用于定位的衛(wèi)星所受到的地球引力更小，這種引力大小的差距就會(huì)導(dǎo)致衛(wèi)星的時(shí)間流逝速度比地球表面更快一點(diǎn)，所以這就需要通過相對(duì)論來進(jìn)行校正，否則的話， 每12個(gè)小時(shí)，其定位結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)大約7米的偏差， 根本就無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位。

為什么愛因斯坦會(huì)知道時(shí)間流逝的速度并不是一成不變的呢？答案可以簡單地概括為：一個(gè)至今仍無法解釋的現(xiàn)象，讓愛因斯坦明白了隱藏在時(shí)間里的秘密。

這種現(xiàn)象就是“光速不變”，我們可以將其簡單地理解為，對(duì)于任何觀測(cè)者來講，無論他處于什么樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，他所觀察到的光速都是相同的，都是299792458米/秒（注：這里的光速是指真空光速，下同）。

舉個(gè)例子，假設(shè)真空中有一束光，現(xiàn)在有兩個(gè)觀測(cè)者，甲在以1%的光速迎著這束光運(yùn)動(dòng)，乙卻以1%的光速背向這束光運(yùn)動(dòng)，那么按常理來講，這束光相對(duì)于甲的速度就應(yīng)該是倍光速，而相對(duì)于乙的速度則應(yīng)該是倍光速，但實(shí)際情況卻是，甲和乙所觀測(cè)到的這束光的速度都是光速。

為什么會(huì)出現(xiàn)如此反常識(shí)的現(xiàn)象呢？很遺憾，其原因至今仍無法解釋，但無論是理論和實(shí)驗(yàn)，都是指向了這一結(jié)果。所以愛因斯坦就將這種現(xiàn)象作為了公設(shè)，并將其稱為“光速不變?cè)怼?，并?jù)此推導(dǎo)出速度和引力都會(huì)對(duì)時(shí)間流逝的速度產(chǎn)生影響，怎么推導(dǎo)的呢？其實(shí)我們可以通過一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行說明。

假設(shè)有一種利用光子來計(jì)時(shí)的光子鐘，它的原理就是一個(gè)光子在兩個(gè)平行的鏡子之間不斷地垂直反射，鏡子之間的距離可設(shè)為h，光子的速度為c，所以這個(gè)光子每次反射所用的時(shí)間都是一個(gè)恒定的值，即：h/c。

現(xiàn)在我們把這樣一個(gè)光子鐘放在一艘相對(duì)于地面高速平移的飛船上，那么在這種情況下，地面上的觀測(cè)者就會(huì)看到，其中的光子在垂直運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，還多了一個(gè)平移的速度。

設(shè)光子每次反射的平移距離為x，那么根據(jù)勾股定律，地面上的觀測(cè)者所觀測(cè)到的光子，其每完成一次反射所走的距離就是√（h^2 + x^2），其運(yùn)動(dòng)距離增加了。

由于“光速不變?cè)怼保^測(cè)者無論處于什么樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，他所觀察到的光速都是相同的，所以地面上的觀測(cè)者所觀測(cè)到的光子，其每完成一次反射所用的時(shí)間就是√（h^2 + x^2）/c。

另一方面來講，對(duì)于飛船上的觀測(cè)者來講，光子鐘之內(nèi)的光子卻沒有平移速度，所以他觀測(cè)到的光子，其每完成一次反射所需要的時(shí)間仍然是h/c，也就是說，飛船上的每度過h/c的時(shí)間，地面上卻會(huì)度過√（h^2 + x^2）/c的時(shí)間。

顯而易見的是，√（h^2 + x^2）/c的值比h/c更大，而這也就意味著，對(duì)于地面上的觀測(cè)者而言，飛船的時(shí)間流逝速度變慢了，據(jù)此我們還可以進(jìn)一步推測(cè)出，飛船的速度越快，其時(shí)間流逝的速度就越慢。那愛因斯坦又是如何推導(dǎo)出引力會(huì)影響時(shí)間流逝速度的呢？我們不妨用另一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行說明。

假設(shè)有一個(gè)人位于一個(gè)無法觀察到外界的封閉空間里，現(xiàn)在這個(gè)封閉空間位于地球表面，那么他當(dāng)然會(huì)感覺到地球的引力。

現(xiàn)在我們把場景轉(zhuǎn)換一下，把這個(gè)人所在的封閉空間放在一艘飛船里，而這艘飛船則處于失重環(huán)境中，并且一直在以與地球重力加速度相同的加速度飛行，在這種情況下，這個(gè)人同樣也會(huì)感受到一種力。

盡管這種力其實(shí)是一種被稱為“慣性力”的虛擬力，其本質(zhì)是物體慣性表現(xiàn)，但假如這個(gè)人事先不知道外界的情況，那么他就無法區(qū)別自己所受到的力到底是地球的引力，還是飛船的加速度產(chǎn)生的“慣性力”。

這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)就表明了，一個(gè)引力場中的參照系與一個(gè)具有加速度的參照系是等價(jià)的，而這也被稱為“等效原理”，實(shí)際上，在愛因斯坦提出的《廣義相對(duì)論》里，這個(gè)原理是一個(gè)基本原理，也是該理論的核心原理，根據(jù)該原理就可以推導(dǎo)出，既然速度會(huì)對(duì)時(shí)間流逝的速度產(chǎn)生影響，那引力場當(dāng)然也可以，并且引力越強(qiáng)，時(shí)間流逝的速度也就越慢。

關(guān)鍵詞：