读者里有些人有这样一些想法：你在说相对论的时候说光速不变，说时空相对，说运动质量增加，怎么着都好，在爱因斯坦的这个体系里都能自圆其说，而且看起来也有理有据。但是，我对相对论有些质疑，爱因斯坦说高速运动的物体时间会变慢，那时间到底是什么？怎么来理解这个东西，我还是喜欢牛顿的时空观，觉得时间是绝对的，不会变快变慢，但是，当然我也没哟什么高深的理论来解释证明这个，怎么办？

 

这些问题，怎么说，感觉上还是很普遍的，所以我在这里做个统一的回答。

 

有这样的疑问其实还是对科学理论体系建立的过程不太明白。我虽然是一个科普相对论、量子力学之类的公众号，主要内容呢，应该也是在相对论、量子力学的体系内把一些实在的问题给讲清楚，但是，我觉得相对于相对论、量子力学里这些固定的知识，这些科学理论创建的方法论和体系结构更为重要。明白了这些，我们才能比较客观的去看待一套理论，才能比较姿势正确的去分析甚至创建一套新理论。

 

回到问题，可能还是因为时间的问题跟我们大家平时息息相关，所以大家对他的问题也好疑惑也好，都比较多，这都是可以理解的。在时间的观念上，牛顿认为时间是绝对均匀流逝的，不会变快变慢，但是爱因斯坦说时间是会随着不同的参考系不一样的，可以变快变慢。

 

相对的时间不是相对论的假设

但是，我请大家注意：爱因斯坦从来没有要求你相信时间是相对的，他没有要求你相信说你必须接受时间是相对的，然后我的理论才正确的。我请大家回忆一下，我前面说了好多遍，这些无法证明正确但是要求你相信的东西叫什么？对，叫公理（公设，假设，假定意思都差不多）。一个理论体系里只有这些东西才是你可以凭着你的信仰直觉去选择接受与否的，如果你接受这些基本假设，然后从逻辑出发就可以推出其他的定理，那么那些定理你只能无条件接受，因为这个逻辑推导出来的，不由你的意志决定，除非你否认他的那个公理。

 

那么，相对论是两条基本假设是什么呢？经常看我文章的读者肯定闭着眼睛也能说出来：光速不变和相对性原理。

 

没错，只有这两条是假设，你可以选择接受不接受。时间是相对的并不是假设，如果你接受了光速不变和相对性原理，你就得无条件接受时间的相对性，这里没有任何讨价还价的余地。

 

光速不变怎么推出时间相对

从光速不变推出时间的相对性太简单了。我们只需要假想一辆高速稳定运动（匀速运动）的火车，在火车中央放一个光源，然后把光源点亮，我们考察一下这个光源传到火车前后端的时间就行了。

 

我们先看在火车里面的人的观察情况，在火车里面的人的眼里，火车中间的光源距离火车两端的距离相等，都是一半火车的长度，而根据光速不变，光速是恒定的c，所以在火车里面我能很显然的看到火车中间的光同时到达前后端。

 

然后看看站在地面的人的观察情况，中间点的光发射到火车的前后端需要一定的时间对吧（虽然很小），那么在这一段时间里火车会稍微前进一点点，火车前进了一点点之后那么火车中间的光源到达火车尾部的距离是不是就稍微缩短了一点，同时它到达火车头的距离也就稍微增加了一点。下面是关键点，根据光速不变（光速不变指的就是光在不同参考系了速度不变），我在地面上看到的光速还是c，那么这会出现什么情况？

 

中间的光到达前面的距离要长一些，到达后面的距离要短一些，而光速都是一样的，所以我们很很自然的推出：地面上的人看起来，中间的光是先到火车尾部，后到火车头部的，也就是说，他们不是同时到达的。

 

在火车上的人看起来是同时到达的，但是在地面上的人看起来不是同时到达的，但是显然大家都没有错，这就是时间是相对的铁证。如果时间是绝对的，那怎么可能我看到它们同时到，他们看到不是同时到呢？

 

关键点在哪

从这里我们可以看到问题的关键点根本不是你如何理解时间，而且光速不变在起作用。正是因为相对论里的光速是不随参考系变化的，所以我才能看到火车上看起来同时但是地面上看起来不同时的情况。

 

在牛顿力学里有什么区别呢？牛顿力学里光传到前后端一样需要时间，这一段时间内火车一样要前进一段距离，那么中间的光到达前后的距离一样会改变。但是，关键点在于：牛顿力学里并没有光速不变这个假设，牛顿会不假思索的告诉你从地面的人看来光往火车头传播的速度等于光速减去火车的速度，光往火车尾部的传播速度等于光速加上火车的速度。这样你的距离增加减小了，但是速度也相应的增加减少了，所以地面上的人看起来仍然是同时的。

 

所以，问题的关键不在于你觉得时间是什么，时间否会变快变慢。在一套科学理论里，只有那些假设公设公理，这些东西你可以怀疑质疑商量，甚至你完全可以改变这些公理来创造自己的一套理论，你创造的新理论跟这个依然不矛盾，因为前提不一样（黎曼更改了欧几里得几何的第五公设，从而创立了黎曼几何，黎曼几何后来竟然成为了广义相对论的关键数学工具）。当然，在物理学了，这些前提的正确性完全是靠经验靠实验来保证的，如果实验经验发现你的公理不对，那么你的理论就宣告破产了。

 

后话

不知道我这样解释大家听清楚了没有？在一套完善的科学理论里，你唯一可以质疑怀疑的是它的那些基本公理。当然，如果你发现它的某些结论有问题，某些定理有问题，那么你肯定就能从这些问题里倒推它的公理假设是有问题的。如果你觉得他的公理没问题，但是你就是要质疑他的某些结论（比如你无法反驳光速不变，但是死活不接受时间是相对的），除非它的理论逻辑上是自相矛盾的（相对论和量子力学都绝不是这样，这种问题数学家很容易就能看出来），否则，你的这种质疑没有任何意义。

 

就比如上面的，你如果承认光速不变这个假设，那么我随便一个简单的例子就证明了时间的相对性，这中间的逻辑这么简单，结论这么明确。如果你面对这样的事实还要说时间是绝对的，那就有点冥顽不灵了，或者，这是一个稍微有点科学思想的人都不应该有的态度。

 

你如果要质疑时间的相对性，本质上你得去质疑光速不变这个原理，如果你能证明光速是随着参考系的变化而变化的，那么相对论就破产了，你的理论就是对的。

 

但是，如果光速的随着参考系的变化而变化的，你要怎么解释迈克尔逊-莫雷实验？你要如何解释水星近日点的反常运动？你要如何解释引力红移的问题？你要如何解释塔顶的时钟比塔底的时钟走得快？你如何解释我们在地球表面能够看到u介质？……

 

这个问题的列表有一大串一大串，如果觉得光速不变是错的，你还能有办法解释上面所列举的所有现象，那么你的理论是可以被接受的，如果你的理论还恰好能够推出时间是绝对的，那就恭喜你了。但是，我得先告诉你：上面的这些现象，牛顿的理论是一点办法都没有的，牛顿的绝对时空完全容不下这些东西，所以，即便未来你的理论解释了那些，你所谓的绝对时空也跟牛顿的绝对时空完全不同了。

 

但是相对论能完美的解释上面的各种情况，而且目前我们人类发现的各种宏观问题，相对论都能解释。科学家是可以选择性的接受自己的理论，你完全可以不接受光速不变和相对的时间，只是这样的话，那些实在的现象你就无法解释了。如果你看完了我写的这篇文章还是又要接受光速不变，又不想接受相对时间，那这就真是在耍流氓了~

 

我们可以怀疑一切，也可以质疑权威，但是怀疑本身必须是合乎逻辑的，你必须先弄清楚它的逻辑你才能去有效的怀疑它，质疑他甚至改进它，颠覆它。这样的怀疑才是科学所鼓励的怀疑，不然，我现在根据我的眼睛所见去怀疑大地是方的，天是圆的这还有意义么？

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