20世紀初，科學家們堅定地堅持牛頓的世界觀。後來一位出生於德國的數學家和物理學家阿爾伯特·愛因斯坦出現了，改變了一切。1905年，愛因斯坦發表了狹義相對論，提出了一個驚人的想法：沒有首選的參照系。一切，甚至時間，都是相對的。

他的理論有兩項重要原則。第一種觀點認為，同樣的物理定律同樣適用於所有不斷移動的參照系。第二種說法是光速——大約每秒每秒300000公里是恆定的，與觀察者的運動或光源無關。根據愛因斯坦的說法，如果人以光速的一半追逐光束，光束將以完全相同的速度繼續遠離他。

這些概念看起來似乎很簡單，但它們具有一些扭曲思維的含義。其中最大的一個由愛因斯坦著名的方程表示，e=m c2，其中e是能量，m是質量，c是光速。根據這個方程，質量和能量是相同的物理實體，可以相互轉化。由於這種等效性，物體因運動而具有的能量將增加其質量。換句話說，物體移動得越快，其質量就越大。只有當物體移動得很快時，這一點才會變得明顯。

如果你的速度幾乎和光速一樣快怎麼樣，在這種情況下，您將體驗到一些有趣的效果。一個著名的結果是物理學家們稱之為時間膨脹，它描述了物體運動非常快時，時間是如何執行得更慢的。如果你乘坐火箭以90%的光速飛行，你的時間會減少一半。你的表只能前進10分鐘，而地球上的觀察者超過20分鐘。

你也會經歷一些奇怪的視覺後果。一個這樣的結果被稱為畸變，它指的是你的整個視野將如何縮小到一個微小的，隧道形狀的“視窗”在你的航天器前面。這是因為光子（那些極其微小的光），甚至你身後的光子，似乎都是從正方向進來的。

另外，你會注意到一個極端的多普勒效應，它會導致前方恆星發出的光波聚集在一起，使物體看起來呈藍色。你身後的星星發出的光波會散開，呈現紅色。你走得越快，這種現象就越極端，直到所有可見光從宇宙飛船前面的恆星和後面的恆星完全轉移出已知的可見光譜。

首先假設一個人A朝著一束紫色光傳播方向並以接近光速跑步，具體會出現如下現象：

（1）A自己的感覺

A自己就是覺得自己在快速移動，他基本不會覺得自己其他方面有所變化，但是在他逐漸加速的過程中會看到這束與自己同向的紫色光顏色逐漸變成藍色→綠色→黃色→紅色→消失，因為不管A移動速度是多快光速相對於A來說移動速度還是光速，因此隨著A移動速度的增加，A感受到這束同向光的波長越來越長，看到的顏色越來越往紅色靠近直至消失。

A看來光的波長變長了，也就是說A相對於光的波長變短了，地球上的人看光波長是沒有變的，那麼地球上的人看A就覺得A變短了。（這裡的長短均在光束傳播方向）。

（2）站在地球的人看A的變化

地球上的人看A會覺得他有如下幾點變化：A在接近光速跑步的過程中變得更瘦了，瘦成一根細棍一樣（在光的移動方向長度收縮了）；A在接近光速的時候感覺A似乎完全不動了，沒有眨眼、沒有心跳一切都像禁止了一樣；A接近光速時如果地球人能夠去測量A的體重時發現A的質量會變得非常非常大。

恰好剛剛寫了一篇介紹愛因斯坦狹義相對論的科普文章。

文章裡面已經用很淺顯的例子來論證過了。

根據狹義相對論提出的時間膨脹理論，當一個物體速度達到光速時，比如一個宇宙飛船或者科幻小說中的可以穿越時空的飛船，飛船上的時間將會靜止。而飛船上的人會看到周圍的人或世界飛快的老去。