“運動著的物體，其運動方向上的長度會變短”這句話經常出現在相對論科普中，雖然表述不太嚴謹，但作為科普來說，還是可以的，不過這也導致了一個問題：如題所言，很多朋友對這個尺縮效應感到不解，這裡的變短到底是指物體真的變短了，還是測量結果變短？抑或是看上去變短了呢？
1905年，愛因斯坦在大量思考的基礎上，發表了一篇名為《論動體的電動力學》的論文，這篇論文在現在看來，是屬於顛覆性質的，它否定了數百年來由牛頓建立的絕對時空觀，直接以光速不變作為原理，結合狹義相對性原理，給出了一個新的物理學基礎框架。
理所當然的是，這篇論文一開始並不被眾人接受，視為離經叛道也不為過，但幸運的是該論文深得物理大佬普朗克的喜歡，在普朗克的關愛下，愛因斯坦此後終於從一個專利局的小職員逐步走向了物理界高處，所謂伯樂識千里馬也就是這般了。
在這篇論文當中，運動物體的長度會收縮是被明確表示出來的，但為了區別於一句話科普介紹，我們現在必須得介紹這個尺縮效應到底是怎麼一回事。
原則上來講，一切狹義相對論的仔細講解，必須涉及洛倫茲變換，這是各種推論（除了尺縮效應，還有鐘慢效應、質能方程等等）的數學基礎，而洛倫茲變換實際上是一組數學方程，如果放到科普文中進行介紹，想必也沒人會仔細看，所以我就不浪費時間了，因此大家只需記住洛倫茲變換是涉及慣性系之間時間、空間等物理量的變換公式即可。（畢竟狹義相對論的顛覆性就體現在它否定了經典時空觀）
既然是慣性系之間，那麼至少需要關係到兩個慣性系，我們才可以談論尺縮效應。
因此我們設計這樣一個物理場景：
首先我們知道地面可以作為一個很好的慣性系，那麼再假設地面上有一個沿直線勻速移動的小車，就有了第二個慣性系，並且我們在小車的車頂上粘上一把數米長的直尺（比方說兩米），那麼試問
這把尺的長度在地面觀察者的角度下有多長？在小車內部的觀察者角度下又有多長？
請注意剛才那兩個問句的用詞，通常情況下這兩個問句應該是這樣問的：“直尺的長度在地面觀察者看來是多長？。。。”，但我用“某某角度下”代替了“看來”一詞，這樣一來意思就變了，為什麼呢？
我們知道，所謂“看來”，它必須涉及到事件之間的信息傳遞過程，比如我看見遠處的霓虹燈亮了，實際上這裡存在一個時間差，首先是霓虹燈亮，然後是燈光傳播到你的眼睛裡，最後你才能知道霓虹燈亮了。
因此這也意味著咱們看到的事物都是不及時的，但這與尺縮效應又有什麼關係呢？可能有朋友會說，如果尺縮效應是指物體本身真的發生了收縮，那麼即便是不及時的，那也不會對觀察有什麼影響啊？變短了就是變短了。
終於說到關鍵點了，上面那段疑問本身是沒有錯的，一個物體要是真的變短了，那麼不管怎麼看都是短的，但狹義相對論卻從沒說過物體本身會收縮這句話。
回到此前那個物理場景中去，狹義相對論是這樣描述直尺變化的：“在地面慣性系下，由於直尺運動，因此直尺的長度收縮了。”請注意一點，一定要有在地面慣性系這個前提，直尺收縮只是建立在地面慣性系上成立的（或者說在地面參考系內，直尺變短了）。
這句話的意思很明顯，告訴我們直尺的變短僅僅是一方的觀點，只是地面觀察者認為直尺變短了，那麼小車觀察者又是怎麼看的呢？
答案很明確，在小車慣性系下，由於直尺並沒有運動，一直保持靜止狀態，因此直尺的各項屬性都沒有發生變化，自然包括長度這一屬性。
並且要記住因為小車與直尺不存在相對運動，因此小車參考系內得到的一切關於直尺的結論都代表了直尺本身的狀態。也就是小車觀察者的觀點代表了直尺本身，可能這一點的重要性在尺縮效應裡，似乎並沒有顯示出多大的重要性，但在鐘慢效應中則特別重要。
現在我們知道了直尺的收縮並不是指直尺本身的收縮，而是相對於某個慣性系而言才成立的，既然不是本身的收縮，那麼這裡說某個慣性系下的收縮，到底是指何種途徑下的結果呢？
對此有兩種可能的途徑，一種是測量途徑，還有一種是視覺途徑。
那麼何為測量途徑呢？很簡單，物體在空間上是佔據著一定位置的，由於物體體積不為零，因此空間佔位是有很多點構成的，而我們需要知道某一時刻各點的位置，之後就能得到測量結果，比如長度。
那麼何為視覺途徑呢？這就更簡單了，一句話：用眼睛看，通過經驗或者參考物來判斷，物體的長度是否發生了變化。
實際上從本質上來講，視覺途徑也是一種測量途徑，但剛才我們說了，視覺途徑是不及時的，因此這種測量方式的變數很多，給不了定性結論。
因此我們現在說的尺縮效應是指測量途徑的結果而不是視覺結果。
那麼這種測量途徑具體是怎麼回事呢？
日常生活中我們知道，如果想知道一個物體的長度，我們可能會拿個捲尺去拉一下，但這是建立在物體體積恆定的情況下，如果一個物體正在膨脹，那麼你會怎麼表達它的長度呢？你會這麼說：這個物體在某一時刻時，它的長度是多少多少。（可能有些厲害的朋友還能建立一個體積同時間的方程，但著並不影響剛才表達的正確性）
請注意“某一時刻”這四個字，稍加思索，我們便可以將其轉述為“同一時刻”，因此它要表達的意思正是如此，在同一時刻知道物體各點的空間位置後，就能知道長度了。而測量的精髓就是這個“同一時刻”的把握。
比如說在一個有限空間內部（空間大小已知），各點都佈滿了觀測者，他們各自都拿著一個統一時刻的鐘表，那麼一個運動物體的長度就可以輕鬆被測量出來了。
說到這，相信不少朋友已經注意到一點，剛才提到了“同一時刻”，莫不是接下來就要說“同時的相對性”？正是如此，由於同時的相對性，物體的長度在不同參考系內的測量結果就會產生差異，這正是尺縮效應的本質所在。當然了，說是本質，但終不過是狹義相對論兩大原理的衍生而已，如果有機會，大家可以找一本教材看看，不但能理解科普語句的嚴格含義，還能通過數學演算心服口服。
不過此篇文章還有一點沒有提，那就是一直沒有被重點關心的“視覺途徑”，那就是尺縮效應可以被人直觀的看到嗎？這一疑惑將在下篇文章給出解答。
本篇文章的內容到此結束。
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