狭义相对论，颠覆时空观念(4)

这个与直觉相悖的结论（行驶船只与静止船只上的钟必须以不同的速率“嘀嗒”）遵循的事实是：在一个移动参照系里的光速和静止参照系里的光速是相同的。尽管以这种方法测量时间很可笑，但无论以何种方式测量，同样的结论——移动的钟表走得要慢一些——都会成立。如果船长戴着表，他们会观察到同样的事实。

光束在静止船只上和行驶船只上从桅杆顶部反射下来的路径，在静止的观察者（在岸边停泊的船上或是在灯塔里）看来，行驶船只上光束走过的路径会更长。

尽管上面的例子是想象的，但其描述的现象真正产生了可测量的结果。例如，狭义相对论使快速运动的物体经历了不同的时间，这种现象叫作时间膨胀。

物理学家在研究对撞机或大气产生的基本粒子时，测量了时间膨胀。这些粒子是以相对论速度，接近光速穿行的。例如，被称作μ子的基本粒子与电子有相同的电荷，但它更重，而且会衰变（即它会转变为其他更轻的粒子）。μ子的寿命，即在其衰变之前的时间，只有2微秒。如果一个运动的μ子与一个静止的μ子有着同样长的寿命，那么在它消失之前，它就只能穿行600米，但μ子成功穿过了大气，在对撞机里直达大型探测仪的边缘。因为它接近光速的高速运动，使其寿命在我们看来要长许多。在大气中，μ子穿行的距离至少是在基于牛顿原理的宇宙里穿行距

离的10倍。我们能看到μ子，这一事实本身就证实了时间膨胀（及狭义相对论）产生了真切的物理效应。

狭义相对论之所以重要，既因为它与经典物理理论有着巨大差异，也因为它是广义相对论和量子场论发展的基础，而这两者在最近的研究进展中都发挥了重要作用。