在過去很長一段時間里，人們都認(rèn)為時間流逝的速度是恒定的，無論在哪里，時間都會以相同的速度流逝，但愛因斯坦卻提出了不同的觀點，他在相對論中指出，速度和引力都會對時間流逝的速度產(chǎn)生影響，一個物體的運動速度越快，或者它受到的引力越強，其時間流逝的速度就越慢。

愛因斯坦的這種理論在提出之后受到了很多質(zhì)疑，畢竟這太過違背常識了，但隨著時間的推移，大量的實驗數(shù)據(jù)卻表明，愛因斯坦其實是正確的，時至今日，相對論早已得到了科學(xué)界的認(rèn)同，其中有關(guān)時間膨脹的理論，也有了實際應(yīng)用。

一個常見的實際應(yīng)用就是全球定位系統(tǒng)，要知道與地面相比，運行在太空中的用于定位的衛(wèi)星所受到的地球引力更小，這種引力大小的差距就會導(dǎo)致衛(wèi)星的時間流逝速度比地球表面更快一點，所以這就需要通過相對論來進(jìn)行校正，否則的話，每12個小時，其定位結(jié)果就會出現(xiàn)大約7米的偏差，根本就無法實現(xiàn)準(zhǔn)確的定位。

為什么愛因斯坦會知道時間流逝的速度并不是一成不變的呢？答案可以簡單地概括為：一個至今仍無法解釋的現(xiàn)象，讓愛因斯坦明白了隱藏在時間里的秘密。

這種現(xiàn)象就是“光速不變”，我們可以將其簡單地理解為，對于任何觀測者來講，無論他處于什么樣的運動狀態(tài)，他所觀察到的光速都是相同的，都是299792458米/秒（注：這里的光速是指真空光速，下同）。

舉個例子，假設(shè)真空中有一束光，現(xiàn)在有兩個觀測者，甲在以1%的光速迎著這束光運動，乙卻以1%的光速背向這束光運動，那么按常理來講，這束光相對于甲的速度就應(yīng)該是1.01倍光速，而相對于乙的速度則應(yīng)該是0.99倍光速，但實際情況卻是，甲和乙所觀測到的這束光的速度都是光速。

為什么會出現(xiàn)如此反常識的現(xiàn)象呢？很遺憾，其原因至今仍無法解釋，但無論是理論和實驗，都是指向了這一結(jié)果。所以愛因斯坦就將這種現(xiàn)象作為了公設(shè)，并將其稱為“光速不變原理”，并據(jù)此推導(dǎo)出速度和引力都會對時間流逝的速度產(chǎn)生影響，怎么推導(dǎo)的呢？其實我們可以通過一個思想實驗來進(jìn)行說明。

假設(shè)有一種利用光子來計時的光子鐘，它的原理就是一個光子在兩個平行的鏡子之間不斷地垂直反射，鏡子之間的距離可設(shè)為h，光子的速度為c，所以這個光子每次反射所用的時間都是一個恒定的值，即：h/c。

現(xiàn)在我們把這樣一個光子鐘放在一艘相對于地面高速平移的飛船上，那么在這種情況下，地面上的觀測者就會看到，其中的光子在垂直運動的基礎(chǔ)上，還多了一個平移的速度。

設(shè)光子每次反射的平移距離為x，那么根據(jù)勾股定律，地面上的觀測者所觀測到的光子，其每完成一次反射所走的距離就是√（h^2 + x^2），其運動距離增加了。

由于“光速不變原理”，觀測者無論處于什么樣的運動狀態(tài)，他所觀察到的光速都是相同的，所以地面上的觀測者所觀測到的光子，其每完成一次反射所用的時間就是√（h^2 + x^2）/c。

另一方面來講，對于飛船上的觀測者來講，光子鐘之內(nèi)的光子卻沒有平移速度，所以他觀測到的光子，其每完成一次反射所需要的時間仍然是h/c，也就是說，飛船上的每度過h/c的時間，地面上卻會度過√（h^2 + x^2）/c的時間。

顯而易見的是，√（h^2 + x^2）/c的值比h/c更大，而這也就意味著，對于地面上的觀測者而言，飛船的時間流逝速度變慢了，據(jù)此我們還可以進(jìn)一步推測出，飛船的速度越快，其時間流逝的速度就越慢。那愛因斯坦又是如何推導(dǎo)出引力會影響時間流逝速度的呢？我們不妨用另一個思想實驗來進(jìn)行說明。

假設(shè)有一個人位于一個無法觀察到外界的封閉空間里，現(xiàn)在這個封閉空間位于地球表面，那么他當(dāng)然會感覺到地球的引力。

現(xiàn)在我們把場景轉(zhuǎn)換一下，把這個人所在的封閉空間放在一艘飛船里，而這艘飛船則處于失重環(huán)境中，并且一直在以與地球重力加速度相同的加速度飛行，在這種情況下，這個人同樣也會感受到一種力。

盡管這種力其實是一種被稱為“慣性力”的虛擬力，其本質(zhì)是物體慣性表現(xiàn)，但假如這個人事先不知道外界的情況，那么他就無法區(qū)別自己所受到的力到底是地球的引力，還是飛船的加速度產(chǎn)生的“慣性力”。

這個思想實驗就表明了，一個引力場中的參照系與一個具有加速度的參照系是等價的，而這也被稱為“等效原理”，實際上，在愛因斯坦提出的《廣義相對論》里，這個原理是一個基本原理，也是該理論的核心原理，根據(jù)該原理就可以推導(dǎo)出，既然速度會對時間流逝的速度產(chǎn)生影響，那引力場當(dāng)然也可以，并且引力越強，時間流逝的速度也就越慢。