開場白
- 開始我必須澄清一下，這篇文章只是科普文。我的想法只是將我能看到、想到的東西以比較形象和易懂的方式傳達給讀者朋友們。如果有不同的看法，請留意或私信指正。
- 該文不涉及相對論的推導和任何形式的公式。
01
座標系的妙用
假設在一個東北方向的直角座標系中，車子從起始點出發的方向可以任意。
圖1
在圖1中，車子可以沿著正北方向行駛。那麼，車子只有在正北方向上的運動，而其他方向沒有運動。
圖2
圖2的情況則是車子只有正東方向上的運動，其他方向沒有運動。
圖3
而如果我們沿著東北方向行駛，那麼，車子在正北和正東方向都有運動。
那麼這和愛因斯坦的相對論有啥聯繫呢？聽我一一道來！
02
為什麼你無法超越光速
第一點，時間和空間是一體無法被分割的，簡稱時空（Space-time）。
在愛因斯坦的相對論裡，沒有什麼正北、正東方向。我們有的是時空-時間和空間。
圖4
請允許假設橫座標是空間Space，縱座標是時間Time。那麼，我們的運動怎麼從牛頓經典力學過渡到相對論呢？
圖5
如果如圖所示，我們只是沿著時間運動，空間不動。那麼，我們就如同靜靜的坐著，無聊的打發著時間。，
圖6
圖6則可以聯繫牛頓經典力學的觀點，我們同時在空間和時間上有了運動。這牽涉到了，距離、時間、速度、加速度等等的關係。但是，隨著運動方向與空間的角度越來越小，是不是表示速度愈來愈大。那麼，當完全沿著空間軸運動，我們在時間軸上的運動就停止了。
圖7
這個就是愛因斯坦的時間膨脹，當運動的速度越來越快，時間會隨著減慢。當達到光速的時候，時間趨於靜止。
為什麼我們無法超越光速呢？在相對論的理論裡，我們穿越時空的唯一極限速度為光速。時間和空間的此消彼長，導致了速度的變化。
當運動速度越來越快，時間膨脹，時間變慢，相當於我們從時間軸上竊取了速度。
當運動只在空間軸上的時候，時間趨於0，相當於我們沒有時間去轉化成速度了，也就是我們的速度到達了極限 - 光速。
03
總結
這篇文章主要目的是給大家一個新的理解相對論時間膨脹，空間坍縮的方向。日常生活中，假設我們跑100米，開始我們速度是10米每秒，那麼我們要跑10秒。但是，我們通過訓練，速度達到了20米每秒，那麼時間縮短了。在相對論的理解裡，多的這10米每秒的速度是我們從時間裡偷來的。
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