晚上我在床上睡一覺後，隔天醒來我一樣在自己的床上，我可以很肯定地認為自己沒有移動。但如果以太陽的視角來看，「地球相對於太陽的公轉速度為每小時十萬七千公里。」這是說我一個晚上就「跟著地球走了超過八十萬公里」？

另一個例子，「當你拿著書坐飛機的時候，書對於你來說是靜止的，很容易理解。從一個站在地面上的觀察者的角度來說，這本書隨著飛機在天空飛行。」

我們需要以某個靜止的東西作為判斷基準，才能表示另一個東西在移動，但哪個是靜止，哪個是移動，又可以有不同的觀點。

「我們無法從實踐中判斷，甚至無法從理論上定義什麼是『動』，什麼是『靜』。換句話說，我們所說的運動總是在有參照物的情況下，才變得有意義。」

我在床上睡了八個小時，我認為我的移動距離是零；但從太陽的角度來看，我在八個小時內移動了超過八十萬公里，所以我的移動速度既可以是零（零公里／八小時），也可以是八十萬公里（八十萬公里／八小時），取決於以哪邊當基準，這也就是說「絕對的空間（距離）」是不存在的。

那時間呢？不存在「絕對的空間」，那有「絕對的時間」嗎？

如果有一輛火車，地板跟天花板都是鏡子，有一束光從地板往上發射，再反射回原處，以這樣一個來回的時間跟距離，就可以得知速度。

如果火車開始行駛，對於火車內的光來說，它來回的距離跟時間都還是一樣，但是對於站在月台上的人來說，他看到光的來回距離變長了。

就像前述的太陽跟睡覺的我，火車就像地球，我不認為自己的移動距離有增加（=火車內的光），但是從太陽的角度（=月台上的人），我的移動距離增加了。

用幾個假設的數字帶入公式：

所以，如果兩邊對時間的認知一樣，時間是「絕對的」，那對於月台上的人來說，同樣的時間，但來回的距離增長，速度就應該變得比較快。但是，根據法拉第的實驗與馬可士威方程式：「光速是自然界中一個不變的常數。」「不變的常數」的意思是，光是不會加速的。

如果維持一樣的速度，那只能變動時間了：

所以，從月台上的角度來看，光的來回時間變長了，就像空間一樣，時間也不是絕對的。

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在愛因斯坦的理論中，「存在著三個核心概念，即不變性、因果性和距離。」

旋轉不變性：「當我們旋轉並且朝著不同方向測定自然法則時，它們保持不變。」舉例來說，不管將電視轉到哪個角度，它都一樣可以正常播放。

平移不變性：「當我們從一個地點移動到另一個地點，兩點上的自然法則保持不變。」舉例來說，我家的電視就算搬到倫敦也一樣可以播放。

因果性：「起因和結果的先後順序不能反轉。」舉例來說，「你的母親是你能夠出生的原因，所以在一個內在統一的時間和空間系統中，你不可能比你母親提前誕生。」

空間中的距離還好理解，但時間中的距離是什麼意思？

晚上在床上睡覺的時候，我在空間中的距離是零（沒有移動），不過時間並沒有跟著靜止。將時間想像為一條線，而隨著時間的流逝，就好像我在這條線上「移動」一樣，這就是時間中的距離。

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緲子是一種基本粒子，「與電子比較，除了重一些以外，其他特徵都一樣。」它的生命周期很短，又很小，所以可以大幅提升它的速度。二十世紀初，布魯克海文的科學家們建造了一台機器，「它能發射出一束緲子，並使之圍繞著直徑14公尺的環形軌道，以99.94%的光速高速運行。」


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「不論是空間中的一件事物的長度，或是時間上兩個時間的間隔，都可能因為觀測者不同而有所不同。這便是我們稱之為主觀的原因。」「我們的目的是得到由時空中的不變數為基礎建構的自然法則，而距離 S 就是這樣的其中一種。」

「斜邊的長度一定是 s² = (ct)² + x²，或是 s² = (ct)² - x²。除此之外，別無他法。雖然我們並未證明它，但是由於我們假設時空是『不會改變且到處都一樣的』，因而我們被導引向這僅有的兩種可能，而且最終還必須從加法或減法中擇一。」

s² = (ct)² + x² 就是畢氏定理，如果用畢氏定理來推導，最後會得到違反因果性的結論，所以時空中無法使用畢氏定理。

所以 E = mc² 表示，即使物體靜止（v = 0），它本身也擁有能量。

— end —

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