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看到这个题目，很多人可能一头雾水：我们怎么可能以光速运动呢？何况爱因斯坦的相对论早就表明，任何物体的运动速度都不可能达到超过光速。  是不是一脸懵逼？ 不要惊讶，事实上却是如此，却是如题目所说。这里需要强调一点的是，题目中的“四维时空”很重要，是前提条件。我们需要明白四维时空与三维空间的本质区别，不然真的会懵逼。 日常生活中，我们经常会与速度打交道。很多人都经常开车，在市区开车，一般限速都在60公里。高速公路上限速基本都在120公里。 这里的速度，其实都是“空间”里的速度，也就是“三维空间”里的速度，只不过我们不会刻意强调“三维空间里的速度”，因为我们默认就是三维空间。  那么，速度是如何计算的呢？ 小学生都知道，速度等于距离（也就是位移）除以时间，按照这个公式计算，速度当然有快有慢。而且，爱因斯坦的狭义相对论确实强调：任何物体的速度都不会超越光速。 也就是在这种环境下，很多人对“万物在四维时空里都以光速运动”大为不解。 正如刚才所说，不理解的根本原因就在于“四维时空”与“三维空间”的区别，说白了，也是爱因斯坦相对论与牛顿经典力学的区别。  再强调一点，狭义相对论的背景是四维时空（闵可夫斯基时空），在四维时空里，最基本的要素是事件，也就是不断发生的事件。而事件本身就包含有两个要素：时间和空间，也就是一个时间坐标加上三个空间坐标。 在四维时空里，时间和空间是平等的，不可分割的，是一个整体。 我们平时所说的速度是三维空间里的速度，并不包括时间维度。而由于狭义相对论的背景是四维时空，而不是三维空间，所以，四维时空里的速度定义与三维空间里的速度定义完全不同，那么该如何定义呢？ 基本公式是一样的，按照三维空间里速度的计算公式，四维时空中的速度是这样的：四维时空中的一个点运动到另一个点的“时空距离”除以时间，就是四维时空里的速度。 所以，可以看出，要计算四维时空里的速度，必须搞清楚“时空距离”（时空位移）和“时间”的概念。 如果你之前了解过“时空图”（或者世界线）的概念，就比较容易理解了。不了解也没关系，这里简单通俗地解释一下。 在四维时空里有四个坐标，也就是一个事件有四个坐标，我们用事件p1（x1,y1,z1,t1)来表示。同理，用p2(x2,y2,z2,t2)表示另一个事件，从p1移动到p2就是四维时空里的位移（时空距离）。  这与三维空间里的位移有本质区别。三维空间里只有空间上的位移，比如说我们经常说从一个地方到另一个地方。而四维时空里有四个坐标，包括三维空间坐标和一个时间坐标。 下面来个思想实验。 此刻的静静地坐在沙发上看这篇文章，从空间（三维空间）来看，你的坐标没有任何变化。但是从四维空间来看，你看这篇文章的过程中，时间坐标一直在发生着变化，也就是说时间一直在运动。 假设你早上7点钟开始看这篇文章，15分钟看完，也就是7点15分看完。 那么“早上7点坐在沙发上”与“早上7点15分坐在沙发上”其实就是两个不同的时空点，也就是两个不同的事件（四维空间里的事件）。 表面上你一动没动（一直坐在沙发上），实际上你一刻不停地在“运动”，这种运动正是你在四维时空里的运动。 看到这里，或许你有点豁然开朗了。咱们继续。 在沙发上静止（三维空间里的静止）的你，速度为零。但在四维空间里，你的时间坐标一直在发生变化，一直在运动，所以你的速度肯定不是零。那么三维空间里静止的你的速度究竟是多少呢？ 或许很多人都有预感：你的速度正是光速。  继续思想实验：闭上双眼，想象一下自己在时间长河里飞奔，所谓的“时间一去不复返”就是这个道理。我们每个人不仅仅在空间里运动，还一刻不停地在时间里飞行。 而且，我们可以在空间里静止不动（当然不是绝对的），但在时间维度里，我们绝对不能静止。 要想在时间维度静止怎么办？或许有人已经知道答案了：除非你在空间维度能以光速飞行！ 越来越接近答案了。 在空间维度以光速飞行，时间就静止了。这不就是爱因斯坦狭义相对论表达的“时间膨胀”（钟慢效应）吗？  时间膨胀强调：速度（空间速度）越快，时间就越慢。反过来就是：速度越慢，时间就越快。 速度最慢是多少呢？当然是零。速度为零，就是空间上的静止。速度为零时，时间流逝的速度最快，也就是光速！ 也就是说：即便你坐在沙发上一动不动（空间上静止），在时间维度上你仍旧以光速运动！ 说白了，想要时间变慢，就需要快速在空间上运动。想要时间流速变快，只需要空间上的速度尽量变慢就可以了。  四维时空里的速度必须保持光速。可以这样理解：在四维时空里，空间里的速度与时间的速度的“矢量之和”保持光速不变。 空间速度和时间速度，就好像我们学数学时经常计算的速度叠加一样。在三维时空里，不同方向上的两个速度叠加之后的速度都会发生变化，但在四维时空里，空间速度与时间速度叠加之后的速度等于光速，保持恒定！ |
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