究竟谁是对的——裁判还是队长?他们都对。时间的测量依赖于测量者。换句话说,裁判员和队长手里的时钟,测量的是两个相同事件之间的时间间隔(在这个事例中,是激光开火和白队战士倒地之间的时间),但它们却得到了不同的结果。更进一步,由于我们无法对不同人测量的时间间隔取得一致,因此也不能定义两个事件是同时发生的。事实上,在一个观测者看来同时发生的两件事,对另一个相对于第一个人运动的观测者来说,则发生在不同的时刻。当然,除非太空站正以接近光速的速度运动,而且拥有非常精确的时钟,否则我们根本无法察觉到这些效果。事实上,狭义相对论对我们的日常生活不会产生任何客观效果,它的作用体现在远离我们日常体验的系统中。但这些作用绝对是真实的,它将带来非常真实和严重的后果。
但是,还是有一些能让所有观察者达成一致意见的东西。当爱因斯坦将空间和时间联系起来,并创造出一个新的不变常量时,他找到了这个对所有人都相同的组合。无论是空间还是时间,它们都不具备我们原先想象的那种绝对性——两个彼此相对运动的人既不会认同两点之间的距离,也不会认同两个事件之间的时间间隔。然而,两个事件之间的距离和时间的组合(称为时空间隔,spacetime interval),则对每个人都是相同的。时间不再是一个独立的特殊物理量,而必须和空间联系在一起。宇宙的基础测量单位不是一米或一秒,而是这样一个特殊的组合。
狭义相对论有许多考验大脑的问题,其中包括著名的双生子佯谬(twin paradox)。在这里我们用两个 介子来代替人(双生子),并通过一个至今还未出现的火箭,以接近每秒18.6万英里(约每秒29万公里)的速度,将它们中的一个从地球上发射出去。如果这个出去冒险的 介子能够到达冥王星,并在考察一番后启程回家,那么当它在地球上安全着陆后,会发现自己比它胆小的同胞更加年轻。通过环绕地球飞行的飞机上所搭载的高精度时钟,或是利用加速器实验室(如费米实验室)所创造的粒子,我们已经在很高的精度下证实了狭义相对论的这些难以置信的预言。
