光速

根据狭义相对论的钟慢效应，速度越快时间越慢，很多人就会认为，速度到达光速，时间就会停止。事实上，从光的角度来看，时间并没有被冻结，因为光没有角度。不存在光速参照系，可以使光处于静止状态。这是爱因斯坦狭义相对论的基础，在过去的一百年里，它已经被大量的实验所证实。狭义相对论的整个框架是建立在两个基本假设上的：（1）所有惯性参照系中，物理定律不变；（2）所有惯性参照系中，真空中的光速不变。

如果有一个所谓的光速参照系，在这个参照系中，光处于静止状态，那么这就违反了狭义相对论的第二个基本假设，因为在不同的参照系中光速就会不同——即光速在某些参照系中是c，在静光速参照系中是零。如果抛弃假设2，那么狭义相对论的整个理论就被抛弃了，因为狭义相对论是由这两个假设推导出来的，缺一不可。

有人问，“如果我们假设光有一个参照系，那么会发生什么？”，这个问题只会导致无意义的答案。一旦这么假设，那就把整个狭义相对论都丢掉了。在所有实际存在的参照系中，光都以一种正常的方式穿越时空，它的速度始终保持c。

长度收缩效应

狭义相对论告诉我们，相对于静止的观察者，一个移动的参照系在运动方向上的空间维度被缩短了，并且它的时间维度也相对慢了下来。这些效应分别被称为“长度收缩”和“时间膨胀”。

在地球上，我们日常生活中注意不到这些效应，因为我们走得太慢了。只有当速度接近光速时，长度收缩和时间膨胀会变得很明显。光速是非常快的，大约为30万公里/秒，远远快于任何人类相对于静止观察者所经历的速度。注意，尺缩和钟慢效应只是“相对于静止的观察者”，如果相对于运动参照系本身，既没有长度收缩也没有时间膨胀。

在一艘高速行驶的宇宙飞船上，宇航员既没有看到自己的尺子被缩短，他的时钟也没有慢下来。相反，是地面上的人看到飞船上的尺子缩短了，时钟走得更慢了。注意，时钟和尺子并没有什么问题。相对于静止的观察者来说，空间本身被缩短了，时间本身也被减慢了。这些经过多次验证的有趣效应，都是从上面提到的两个基本假设中推导出来的。

时间膨胀效应

狭义相对论的数学运算告诉我们，相对于静止的观察者，当一个参照系以越来越高的速度移动时，它的空间会收缩得越来越小，时间变得越来越慢。在极限情况下，即它的速度达到真空中的光速时，它的空间完全收缩成零宽度，时间变慢至完全停止。有些人把这种数学上的极限解释为以光速行进的光没有时间，因为时间被冻结了。

但这种理解是错误的，这种极限行为只是告诉我们，不存在光速参照系，一个完全零空间宽度和完全零时间流逝塑料的参照系是不存在的。如果我们试图描述的一个实体在时间和空间维度下都是零，那么我们就无法说这个实体以任何有意义的方式存在。在光速或者超光速下，时间和空间都是不存在的。因此，速度接近c的极限只是重申了两个假设。

有质量的物体无法加速到光速

由于在真空中的光速下不存在有效的参照系，所以一个有质量的物体永远不能达到光速。如果达到光速，那么这个确定存在的有质量物体，就会跳到一个不存在的参照系中，而这是不合理的。在现实中，一个有质量物体可以变得越来越快，越来越接近光速c，但永远不会达到光速。

迄今为止，人类取得的最快速度是光速的99.9999995%，斯坦福线性加速器只能把质量极小的电子加速到这种程度。要使这种亚原子粒子的速度如此接近光速，需要消耗的电能比一座城市还多。狭义相对论还告诉我们，一个物体越接近光速，就需要更多的能量使其进一步加速。随着物体越来越接近光速，加速所需要的能量也会迅速上升，这意味着需要无限的能量来加速一个有质量的物体达到真空中的光速。