從光的角度來看，時間會被凍結嗎？

光速

根據狹義相對論的鐘慢效應，速度越快時間越慢，很多人就會認為，速度到達光速，時間就會停止。事實上，從光的角度來看，時間並沒有被凍結，因為光沒有角度。不存在光速參照系，可以使光處於靜止狀態。這是愛因斯坦狹義相對論的基礎，在過去的一百年里，它已經被大量的實驗所證實。狹義相對論的整個框架是建立在兩個基本假設上的：（1）所有慣性參照系中，物理定律不變；（2）所有慣性參照系中，真空中的光速不變。

如果有一個所謂的光速參照系，在這個參照系中，光處於靜止狀態，那麼這就違反了狹義相對論的第二個基本假設，因為在不同的參照系中光速就會不同——即光速在某些參照系中是c，在靜光速參照系中是零。如果拋棄假設2，那麼狹義相對論的整個理論就被拋棄了，因為狹義相對論是由這兩個假設推導出來的，缺一不可。

有人問，「如果我們假設光有一個參照系，那麼會發生什麼？」，這個問題只會導致無意義的答案。一旦這麼假設，那就把整個狹義相對論都丟掉了。在所有實際存在的參照系中，光都以一種正常的方式穿越時空，它的速度始終保持c。

長度收縮效應

狹義相對論告訴我們，相對於靜止的觀察者，一個移動的參照系在運動方向上的空間維度被縮短了，並且它的時間維度也相對慢了下來。這些效應分別被稱為「長度收縮」和「時間膨脹」。

在地球上，我們日常生活中注意不到這些效應，因為我們走得太慢了。只有當速度接近光速時，長度收縮和時間膨脹會變得很明顯。光速是非常快的，大約為30萬公里/秒，遠遠快於任何人類相對於靜止觀察者所經歷的速度。注意，尺縮和鐘慢效應只是「相對於靜止的觀察者」，如果相對於運動參照系本身，既沒有長度收縮也沒有時間膨脹。

在一艘高速行駛的宇宙飛船上，宇航員既沒有看到自己的尺子被縮短，他的時鐘也沒有慢下來。相反，是地面上的人看到飛船上的尺子縮短了，時鐘走得更慢了。注意，時鐘和尺子並沒有什麼問題。相對於靜止的觀察者來說，空間本身被縮短了，時間本身也被減慢了。這些經過多次驗證的有趣效應，都是從上面提到的兩個基本假設中推導出來的。

時間膨脹效應

狹義相對論的數學運算告訴我們，相對於靜止的觀察者，當一個參照系以越來越高的速度移動時，它的空間會收縮得越來越小，時間變得越來越慢。在極限情況下，即它的速度達到真空中的光速時，它的空間完全收縮成零寬度，時間變慢至完全停止。有些人把這種數學上的極限解釋為以光速行進的光沒有時間，因為時間被凍結了。

但這種理解是錯誤的，這種極限行為只是告訴我們，不存在光速參照系，一個完全零空間寬度和完全零時間流逝塑料的參照系是不存在的。如果我們試圖描述的一個實體在時間和空間維度下都是零，那麼我們就無法說這個實體以任何有意義的方式存在。在光速或者超光速下，時間和空間都是不存在的。因此，速度接近c的極限只是重申了兩個假設。

有質量的物體無法加速到光速

由於在真空中的光速下不存在有效的參照系，所以一個有質量的物體永遠不能達到光速。如果達到光速，那麼這個確定存在的有質量物體，就會跳到一個不存在的參照系中，而這是不合理的。在現實中，一個有質量物體可以變得越來越快，越來越接近光速c，但永遠不會達到光速。

迄今為止，人類取得的最快速度是光速的99.9999995%，斯坦福線性加速器只能把質量極小的電子加速到這種程度。要使這種亞原子粒子的速度如此接近光速，需要消耗的電能比一座城市還多。狹義相對論還告訴我們，一個物體越接近光速，就需要更多的能量使其進一步加速。隨著物體越來越接近光速，加速所需要的能量也會迅速上升，這意味著需要無限的能量來加速一個有質量的物體達到真空中的光速。

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