宇宙为什么要限制我们超光速？

面对宇宙时空的不存在，我们许多人会感到既困惑又着迷。数百万年的进化塑造了我们的常识，让我们本能地抗拒这样的观念。

我们虽然可以观察到时间的痕迹在我们所居住的这个微小星球上，但时间本身是个颇为抽象的概念，它无形无体，时刻流转。

时间的复杂性虽使人惊讶，但我们尚能适应这个观念——时间远比我们想象的要复杂。

然而，空间的概念我们自以为熟悉，实则不然。我们对空间的理解也同样有误。

在一般人的认知中，一米难道不就是一米吗？

事实并非如此，米的定义取决于观察者是谁。

空间与时间紧密相连：时间若有变化，距离自然会随之改变。

你可能迷惑不解，为何会如此？

为何时间膨胀会伴随着距离和长度的收缩？

答案在于自然界中一个铁则——光速是绝对不可超越的速度限制。

若距离不收缩，你便会违反光速限制。

在宇宙空间中，光速约为每秒300,000公里。

站在地球上的观察者会看到你以87%的光速，也就是每秒260,000公里在移动。

以这样的速度飞驰的你，会体验到你的一秒与观察者的一秒不同。在87%光速下，你的一秒相当于地球的两秒——在这两秒内，地球的观察者会看到你移动了520,000公里。

在旁观者眼里，你移动的距离比你自身在一秒内移动的距离多了一倍。

这似乎并不奇怪，是吗？

实际上，你移动的距离在你的时间里只过了一秒。

那么对你来说，你的速度就是520,000公里/秒。

但光速只有300,000公里/秒。你将打破宇宙中的速度极限……

但这是被禁止的，不是由警察而是由自然规律来执法。记住，没有物体可以超过光速运动。20世纪初的许多实验证实了这一点，太空中的光速也是如此（既不会更快，也不会更慢）。牛顿无法解释这种现象，如果他继续用他的理论来观察世界。而爱因斯坦做到了，基于他的理论。

在他的狭义相对论中，为了确保任何物体都不可能超过光速，时间的膨胀必须伴随距离的收缩。

如果一个人站在地球上的时间流速比你快一倍，那么在你的感觉上，你移动的距离会比地球上的观察者感觉的短一半。

以87%光速移动的你，并不会觉得自己每秒移动了520,000公里，而只移动了260,000公里。在地球观察者眼中的一公里，在你这里只有半公里。

但你的速度依旧不变，无论是你自己测量还是他人测量。

速度不取决于观察者，但时间和长度则与观察者有关。

当你移动得更快，远方的星系看起来更近，因为实际上它们在空间上是更近了。这是千真万确的。这不仅仅发生在物体与你的距离上，物体本身也会随着速度的增加而缩短。在没有同样高速移动的人看来，高速移动的火箭和上面的乘客都缩小了。你自己也是如此。以87%的光速飞行的你，像超人一样，在前进中高举双臂，对于地球人来说，你的身高只有原来的一半。但在与你同速飞行的人看来，你依旧如常，因为他们用来量度你身高的尺子也同样缩短了……

所有这些都源于一个观念——宇宙中存在一个恒定的、有限的、不可逾越的光速。

爱因斯坦在1905年发表的狭义相对论论文中阐述了这些观点。这个理论揭示了大自然对所有想要进行高速旅行者的规定。

它令人费解吗？自然是。

它反直觉吗？绝对如此。

但大自然就是如此运作的。