來源：上有黃鸝深樹鳴
行星恆星相對運動
幾乎所有人都聽過愛因斯坦的狹義相對論，它的出現是劃時代的。但它並不複雜也不難理解，事實上，我覺得這可以用自己的話表述出來。這個理論有兩個基本假說，第一條說所有慣性參考系都服從同一簡單的物理定律，慣性參考系就是我們視作靜止的東西，我說「視作」是因為相對宇宙中的其它東西它同樣可以被視作是運動的。哇！聽起來我們正在構建一套相對的理論，其實愛因斯坦所說的物理定律在所有慣性參考系中是一樣的。也就是說物體並不會加速或減速，但為何速度一定是恆定的呢？其實解釋起來很簡單，讓我們坐在椅子上拿上一碗爆米花放在自己前面，然後坐好，看看物理定律是怎麼作用的。
相對靜止的爆米花
嗯......什麼都沒發生，現在讓我們在一輛窗戶塗黑的車中再做一次，假如司機決定突然改變車速，踩下急剎車，突然之間，物理定律似乎有點變化了。但如果這輛車以恆定速度前行，所發生的事情會和我在地上坐著時一樣，也就是什麼都沒發生。在地球和車兩個參考系中，爆米花都沒動，可是地球和車的運動速度是不同的。但就我所看到的而言，物理定律的作用方式是相同的，因此我們可推得在任意速度恆定的參考系中所發生的事情應該是一樣的，在不同的參考系當中物理定律都是同樣有效的，至此我們就證明了第一條假說。
光在真空中傳播
第二個假說是，光在真空中以恆速前進而發光介質並不重要。那麼愛因斯坦是怎麼意識到的呢？十九世紀，人們剛意識到光以波的形式傳播，而他們熟悉的另一種波是聲波，像這樣的聲波，需要介質傳播，也就是某種物質。基於此人們推測光波也需要介質，並稱其為以太，那麼我們該如何證明這種假想介質是否存在呢？麥克遜和莫利使用了干涉計，這個裝置可測出由以太導致的光速差，前提是它真的存在的話。光在一組相互垂直的臂上被分成兩份，經反射後交於中心點，最後在目鏡上呈像。波的干涉會產生一個圖案，如果光速在不同的臂上不同，它將無法同時到達目鏡，這將導致生成不同的干涉圖案，它會有這麼大的一個偏移。
假設在以太中的地球
如果以太真的存在，地球會在繞日軌道上穿過它，這在地球上看就好像是以太在移動。如果光需要以太才能傳播，光與以太的運動相反時會比垂直時速度更慢，因此干涉圖案會偏移。但當實驗做完後發現，干涉圖案並未偏移，這就意味著沒東西影響光速，因此光的傳播不需要介質。在任何給定參考系中，光速不會變慢，因為光的介質有自己的運動。但因為它穿過的是一片真空，而真空不會運動，所以光速恆定。同理，在真空中穿行的電磁波波速也是恆定的，這就是愛因斯坦最偉大的成就之一，而我們只花了幾分鐘就自己推出來了，這讓它看起來很簡單對吧。那麼該理論為什麼是革命性的呢？因為狹義相對論預測了一種很詭異的現象，它就是時間膨脹現象。
相對時間
我們之前可能就聽說過，如果一個人離開了地球的參考系，而進了一個相對地球速度極快的參考系中，等他回來時，地球上的人會覺得他走了三十年，而這個時空旅行者會認為只過了一年。用狹義相對論可以回答下面的問題，為什麼相對地球以極快速度運動的人的時間，會比地球上其他人的時間過的更慢。這都基於如下等式，速度等於路程除以時間，當我們用它去描述光的時候，光速恆定。但凡是從像地球一樣的恆速參考系測量的時候，這時式子中的距離一定是光走過的距離。但我們仍可以用它去描述宇宙中其它的物質，所有化學過程，包括讓物質變化的、讓人思考的、呼吸的、以及衰老的都是在細胞級別、分子級別、原子級別、最終是量子級別上引發的。
汽車運動時間
在量子級中一切都是由按光速運動的光子、引力子、以及其他基本粒子施力導致的，因此，對於所有地球上的生化反應在發生時，我們體內的光子要移動很一小段距離，而又因為光速是6.7億英里每小時，走過這段距離所需的時間非常非常少。光子就像一輛汽車以120英里每小時行駛，而終點不過是隔壁。這個過程所消耗的時間會非常短，但當你的身體相對於地球以極高速運動並漸漸接近光速時，你體內的光子需要走過的路程則要長得多才能激發同樣的生化反應。因為光子和基本粒子的速度是恆定的，但現在它們要走過的路程更長了，它們也就需要更多的時間。也就是你的車還是以120英里每小時前進，但從相比開到隔壁，紐約到加利福尼亞會花費更長的時間。
因為當你相對地球以極快的速度運動時，相同的生化反應需要更多的時間，也就是你的時間流速比地球上的人慢了，但你卻並不會發現，因為你的感知和在這飛船上的所有東西同樣是基於以光速運動的粒子的運動的。他們和你的衰老過程一道減緩了，所以時間的相對性是一個自然的結論，它是通過將光速是常量這個事實代入速度等式得到的，這並不能從我們在地球上的經驗中總結出來，畢竟現在並沒有什麼接近光速的旅行手段。但終有一天近光速旅行會變成現實，而當到了那天，我們會感謝愛因斯坦對於宇宙運行機理的深刻思考的，儘管我們未曾離開過地球，但他卻讓我們知道了離開地球後會發生什麼。
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