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1887年，美国科学家迈克尔逊和莫雷在克里夫兰做了垂直光线与地球光速差的实验。证明了光速在任何情况下都不变。
这个所谓的不变，是测量意义上的不变。
为了说明这一现象，荷兰科学家洛伦兹提出了一套洛伦兹变换的方案，用来替代伽利略变换。
但是迈克尔逊莫雷实验的本质想法，当时是为了证明以太的存在。
以太学说是古希腊的时候，亚里士多德一派提出来的，认为真空被一种特殊的物质所充满。现代量子力学证明，真空确实是虚粒子的海洋，并非空无一物，反而是正负能量对消的基态。
在1905年前，大家都认为光作为一种波，需要在介质中传播，而这种介质就是以太。
1905年，爱因斯坦提出狭义相对论，用相对性原理做前提，以真空中光速的不变代替以太的存在，抛弃了绝对时空观。给出了迈克尔逊莫雷实验更简洁的理论解释。
我们选择了狭义相对论作为科学理论的主流理论，原因就是这个理论更简洁。根据最小作用量原理，达到同样的效果，最简洁的是最优方案。所有关于高速情况下物质运动规律的讨论，都要以相对论为前提。
》相对论最重要的核心思想是相对性原理，否定了绝对运动说。
这是爱因斯坦对狭义相对论的核心贡献。在把时间作为一个独立的坐标轴的情况下，由空间的三维坐标加上一个时间轴，就构成了闵氏空间的4个维度。
我们挂在墙上的时钟，记录的就是闵氏空间中世界线的长度。
在双子悖论里面，放在哥哥光速飞船里的时钟，记录的世界线短，留在弟弟手里的时钟记录的世界线长。所以哥哥在宇宙中光速旅行了一圈以后，回到起点，会比弟弟看起来年轻。
》观察者看到的，高速运动飞船上发生的现象和在飞船内部的人看到的现象是不一样的。
在宇宙空间中一种叫做μ子的带电粒子，它带的电荷和电子是一样的。它产生于宇宙中的π介子的衰变，这也是人类最早观察到的微观粒子之一。
μ子的寿命只有2.2微秒，但是由于其飞行速度非常高，极端接近于光速。所以在地球上的人看来μ子寿命很长。
但是我们如果把一个钟放到μ子身上，时钟记录的μ子寿命很短，这是因为两架时钟记录的世界线的长度是不一样的。
狭义相对论所预言的钟慢效应，已经被各种实验所证实。
我们用的导航定位系统，不管是美国的GPS还是国产的北斗系统，除了定位以外，最重要的功能是授时，所有的导航定位卫星上都有原子钟。这些原子中都要根据狭义相对论和广义相对论进行时间的校准。
在没有导航定位卫星授时之前，我们的时间是由授时中心发布，并且通过长波无线电向各地广播的。孤立耸立在荒野大地上的高高铁塔，其最重要的作用就是授时。
有了导航定位卫星以后，现在手持是数码设备的系统时间，都是导航定位卫星发送经过狭义相对论校正后的时间。
在地球外太空运行的国际空间站，它上面的钟会变慢，这个所谓的慢是相对于地上的吃瓜群众而言的。对于国际空间站上的人，周围的一切都在照旧。
真空里的光速c是罗伦兹变换里的一个参数，一旦宇宙飞船的运动速度达到光速，计算公式里就会出现一个数值是0的分母，这是光速在数学上不能被超越的原因。
宏观观测中唯一能够看到的超光速现象，是宇宙的扩张。宇宙的扩张就是空间的扩张，在数学上，我们可以把它理解为坐标轴在拉伸，这是狭义相对论的理论覆盖不到的。
》在狭义相对论框架下，有质量物体达到光速是不可能的，因为达到光速就意味着质量会变得无穷的，这是一个质量壁垒。
但是尽可能的接近光速是可能的。
为了形象的讨论这个现象，我们在想象中制造一种用光帆、以及核聚变混合驱动的飞船，在飞船上装上摄像。然后把飞船加速到99.99999999999999999999%光速。
摄像装置传回来的画面会显示这样的状态：飞船上的钟是几乎静止的。飞船上的一切活动像动画片的慢动作回放，达到极慢极慢的程度。在观察者的有生之年，看不到飞船上的人去吃饭。
所以对于观察者来说，飞船上的人是不会肚子饿的。
但是对于飞船上的船员来说，他们感觉不到时间在变慢，他们的肚子仍然会饿的，他们会去吃饭。
狭义相对论不会改变任何人体的生理活动，不会改变任何物理规律，唯一改变的是观察者对于现象的观察。这种观察到的现象，在洛伦兹变换下具有统一的数学描述。
