谈到相对论，总会引发对光速与时间的讨论，尤其是“时间膨胀”这个现象，常使人感到困惑。

什么是时间膨胀？

简单地说：物体运动速度越快，其时间流逝就越慢。但如果仅从字面意义去理解，你可能会误解其真意。

认为在光速飞行时时间会静止，是对相对论的常见误解，并没有真正领悟到狭义相对论的精髓。

首先，飞船不可能达到光速，这是相对论所禁止的。

光子没有静止质量，故能以光速移动。但任何具有非零静止质量的物体，均无法达到光速。速度愈快，物体的质量就愈大。要达到光速，需要无穷大的能量，这显然不可能。动质量与静质量的关系如下：

既然无法达到光速，那我们就将“光速飞行”换成“亚光速飞行”。

在亚光速飞行时，时间膨胀（钟慢效应）和质量增加效应是非常显著的，并且是实际存在的现象。但要注意，所谓的“时间膨胀”是指在两个不同的参照系中对比得出的结果，并不是指个人体验到的“真实时间”（即自身的时间）。

举个例子，在现实中吃一顿饭需要10分钟，那么在亚光速飞船上吃一顿饭同样需要10分钟。也就是说，你本身不会觉得时间有变慢。

所谓的时间膨胀，是以另一参照系（比如地球上的观察者）来看，你的时间似乎变慢了。在亚光速飞船上的你，在别人眼里好像是在放慢动作，吃一顿饭可能需要1小时甚至更久，甚至打个喷嚏也得花好几分钟，这对观察者来说是不可思议的，如同电影中的慢动作回放。

并且，越接近光速，这种“时间膨胀”效果就越显著。有一个公式可以直观地展示时间膨胀的效果：

其中，△t′是地面上的观察者看到飞船中的你所经历的时间，而△t是观察者自己在地球上所经历的时间，V是飞船的速度。当V非常接近光速C时，△t′趋近于零，意味着你的动作基本上是静止的。

时间膨胀的中心思想就是光速不变原理，如果光速也能相对变化，那么时间膨胀现象就不会出现。

因为光速是恒定的，飞船上的人觉得过了1秒，在地面上的人看来却超过了1秒，看下面两图便能理解，光子的路径不同。飞船上的人认为光子是垂直上下移动，而地面上的人看飞船内的光子是斜向移动的，在速度不变（光速不变）而路径变长的情况下，时间自然就膨胀了！

看到这儿，可能有人开始觉得哪里有些不对劲！

对，这就是著名的“双生子佯谬”。

假设有一对双胞胎兄弟，弟弟留在地球上，哥哥乘坐亚光速飞船离去。按照刚才所述的时间膨胀理论，由于哥哥的速度非常接近光速，在地球上的弟弟会觉得哥哥的时间过得非常慢。若哥哥重新返回地球，他会发现弟弟比自己老了许多，而自己却依旧年轻。

然而，基于时间的相对性，飞船上的哥哥看地球上的弟弟，也会发现弟弟的时间过得同样变慢了。

问题来了：到底谁的时间过得慢了？

哥哥和弟弟都没错，因为他们都从自己的视角出发，虽然他们的结论看似矛盾，但其实并不是，因为他们处于不同的参照系中，相互之间的比较没有意义。他们得到的结论，都是基于各自的“真实时间”来衡量的。

只有当哥哥和弟弟再次回到相同的参照系，他们的比较才会有意义，例如哥哥返回地球。

而若哥哥想要返回地球，必然会经历减速和加速的过程，由于狭义相对论的前提是“惯性系”，加速和减速并不属于惯性系，因此不能用狭义相对论来解释（如果非要用，会非常复杂，需要将哥哥的减速加速过程划分成无数个“惯性系”，并用到微积分）。

这时应用广义相对论就能很好地解释这一现象。按照广义相对论的解释，惯性力等同于引力，也就是说，哥哥减速和加速的过程等同于经历了巨大的引力场，而“引力越大，时间过得越慢”（例如在黑洞旁边，由于黑洞巨大的引力）。因此，实际上哥哥的时间过得更慢，弟弟并未经历任何的减速或加速。

等到哥哥返回地球，可能会发现弟弟已经头发花白，或者可能已经去世，这取决于哥哥乘坐的飞船离光速有多近。因此，所谓的“双生子佯谬”其实只是个“佯谬”，并不存在矛盾。广义相对论能够提供一个完美的解释，并且十分简单易懂。

总的来说，“速度越快，时间越慢”这一说法是有前提的，它指的是两个参照系之间的对比，并不是指个人感受到的“真实时间”！