究竟誰是對的——裁判還是隊長?他們都對。時間的測量依賴于測量者。換句話說,裁判員和隊長手里的時鐘,測量的是兩個相同事件之間的時間間隔(在這個事例中,是激光開火和白隊?wèi)?zhàn)士倒地之間的時間),但它們卻得到了不同的結(jié)果。更進一步,由于我們無法對不同人測量的時間間隔取得一致,因此也不能定義兩個事件是同時發(fā)生的。事實上,在一個觀測者看來同時發(fā)生的兩件事,對另一個相對于第一個人運動的觀測者來說,則發(fā)生在不同的時刻。當(dāng)然,除非太空站正以接近光速的速度運動,而且擁有非常精確的時鐘,否則我們根本無法察覺到這些效果。事實上,狹義相對論對我們的日常生活不會產(chǎn)生任何客觀效果,它的作用體現(xiàn)在遠離我們?nèi)粘sw驗的系統(tǒng)中。但這些作用絕對是真實的,它將帶來非常真實和嚴重的后果。
但是,還是有一些能讓所有觀察者達成一致意見的東西。當(dāng)愛因斯坦將空間和時間聯(lián)系起來,并創(chuàng)造出一個新的不變常量時,他找到了這個對所有人都相同的組合。無論是空間還是時間,它們都不具備我們原先想象的那種絕對性——兩個彼此相對運動的人既不會認同兩點之間的距離,也不會認同兩個事件之間的時間間隔。然而,兩個事件之間的距離和時間的組合(稱為時空間隔,spacetime interval),則對每個人都是相同的。時間不再是一個獨立的特殊物理量,而必須和空間聯(lián)系在一起。宇宙的基礎(chǔ)測量單位不是一米或一秒,而是這樣一個特殊的組合。
狹義相對論有許多考驗大腦的問題,其中包括著名的雙生子佯謬(twin paradox)。在這里我們用兩個 介子來代替人(雙生子),并通過一個至今還未出現(xiàn)的火箭,以接近每秒18.6萬英里(約每秒29萬公里)的速度,將它們中的一個從地球上發(fā)射出去。如果這個出去冒險的 介子能夠到達冥王星,并在考察一番后啟程回家,那么當(dāng)它在地球上安全著陸后,會發(fā)現(xiàn)自己比它膽小的同胞更加年輕。通過環(huán)繞地球飛行的飛機上所搭載的高精度時鐘,或是利用加速器實驗室(如費米實驗室)所創(chuàng)造的粒子,我們已經(jīng)在很高的精度下證實了狹義相對論的這些難以置信的預(yù)言。