光速不变原理
事实上，钟慢和尺缩效应——是狭义相对论的直接推论和预言，而狭义相对论的基本出发点之一，就是光速不变原理——也就是说，狭义相对论直接使用了这个结论。
光速不变原理，是指无论在何种惯性系中观察，光在真空中的传播速度都是同一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。
这很有意思，通俗的来说，就是无论你以什么样的速度，追着光运动，相对于你来说，光速始终都是同一个常数。这是不符合宏观速度矢量叠加原理的，也就是说，如果你以99.999999%的光速追赶光，在你看来，光依然以光速远离你——这个光速依然是同一个常数。
那么，如果你抵达了光速，光会相对于你静止吗？光会像波又像粒子一样，悬停在你的面前吗？很可惜，狭义相对论认为，有质量物体，是永远无法抵达光速的。
历史上，光速是一个常数，是由麦克斯韦方程组得到波动方程，然后求解出的结果。但这个光速是相对于一个静止的参考系的，即假想中的以太。
以太，是人们曾经认为的，在宇宙空间中充满的一种看不见摸不着的物质，即空间介质。
接着，迈克尔孙-莫雷实验证实——以太这种物质不存在，因为测量不到地球相对于以太参考系的运动速度。
但洛伦兹，相信以太还是存在的，他提出了长度收缩假说和洛伦兹变换，即引入了洛伦兹因子（又称相对论因子），来说明以太可以运动，即长度可以收缩，从而抵消了光速在不同参考系观察下的速度差，以符合迈克尔孙-莫雷实验的结果——光速不变，但又让以太存可以在。并且洛伦兹认为洛伦兹因子，并没有物理意义，只是纯数学的处理。
再接下来，爱因斯坦根据洛伦兹变换，提出了狭义相对论。并且，他认为以太不存在，且光速不变，那么只有假定光速相对于任何惯性系都不变，同时洛伦兹因子本来代表的——以太的收缩，就被转移到运动的物体上。
由此可见，钟慢与尺缩，最初是来源于数学公式推导的结果，而不是对现实世界的物理思考。
同时，我们也可以看出，洛伦兹变换，并不能证明光速不变，反而洛伦兹变换是假定光速不变，才被推导出来的，接着钟慢和尺缩又被洛伦兹变换推导出来。所以，能够证明洛伦兹变换、钟慢和尺缩的就是——光速不变原理。
然而，光速不变原理，只是一个符合观测的实验结果，比如恒星光行差。
光行差，是指运动着的观测者，观察到光的方向与同一时间同一地点，静止的观测者观察到的方向有偏差的现象。由于地球公转、自转等原因，地球上观察天体的位置时，总是存在光行差，其大小与观测者的矢量速度与天体方向之间的夹角有关，并且在不断变化。
任意恒星光行差都长期保持不变：光行差不随时间变化，所以光速也不随时间变化。所有恒星的光行差都为20.5角距，所以所有恒星的光速都相同。
时间静止
在狭义相对论中——速度越快，时间越慢，速度抵达光速，时间静止。
理解起来是这样的，时间（t） = 距离（d） / 速度（v），接着利用光（光速不变）走过固定的距离，就可以计算出时间。
比如，在一个从左向右，匀速运动的一节火车上，有一个光源（电筒）在车厢左边，点亮发射光柱，射向了车厢的右边，当光柱抵达车厢右边，火车立即停止运动。此时，光柱以光速，走过了固定的距离，即车厢的长度。
接着在这个过程中，我们安排两个时钟，一个在火车上，一个在静止的地面上，同时观测计算，客观上同一个事件，所需要的时间。
那么，对于车厢上的时钟，时间（t） = 车厢长度（d）/ 光速（c）；而对于地面上的时钟，时间（t） = （车厢长度 + 火车的运行距离）（d）/ 光速（c）。
再根据，光速不变原理，于是公式中（c）在地面和车厢上观察都一样，那么结果很明显，在地面上观测，地面上的时间（t）比车上的时间（t）要变大了，而这就是时间膨胀效应。
同理，发生在运动方的任何事件，对静止方来说时间都变慢了，而运动是相对的，双方都会觉得是对方的时间变慢了，自己的时间正常。
那么，更进一步，如果运动方抵达了光速，那么运动方的信息，就再也传送不到静止方了，此时对静止方来说，运动方的时间也就无法计时了，相当于静止了。
在上述例子中，就是火车速度抵达光速，光柱永远无法抵达车厢右边，此时无论在地面还是车厢上，观测计时会发现，时间慢到无限大——时间静止。
综上可见，在相对运动中，假定光速不随参考系变化，那么在数学上，时间和距离，必然就需要相应的调整，即变慢和缩小——以保证光速不变（c=d/t）。
其原理就是，如果我们运动距离固定，那么相对运动，就会让双方看待对方的相对距离不同，此时就需要相对时间变慢——保证光速不变；如果我们把运动时间固定，那么相对运动，就会让双方看待对方的时间不同，此时就需要距离缩小——保证光速不变。
那么在物理上，我们计算时间和距离，所需要的信息，会因为相对运动，而被影响其传递过程，最终影响到时间的计算结果。
其中奥秘就在于，时间信息需要距离和速度信息，速度信息又需要时间和距离信息，而所有的信息都需要光速传递，这些全是变量，最终只有光速成为了一个限制我们获取信息的常量，所以，其它的信息都要围绕着光速来变化。显然的是，一切都是信息，万物皆比特。（数学的本质与万物的关联（第二版））
在广义相对论中——物体质量越大，时空弯曲率就越大，时间也就越慢。
那么试想，如果当一个物体的质量极大——无限大，大到让时空弯曲率无限大，此时时间和空间，就会被无限拉长——也就相当于时间无限慢，并慢到静止了。这时候，连光都无法从这个时空曲率（引力场）中逃逸出来，时间也就不存在了——也没法观测计时了。
事实上，这种情况是因为物体质量无限大，即体积无限小，密度无限大，从而令其周围的微观物质结构无限紧密的排列在一起，导致微观物质的变化率趋于无限小，即时间计量变成无限小，就是时间静止。
超光速
在狭义相对论中，光速是物体运动的极限速度，更精确的描述是质量、信息和能量的传递速度不能超越光速。
然而，在狭义相对论的数学公式求解中，却存在一个有质量、有信息、超越光速的解，此时对应的质量是虚质量，而这个解对应的物质就被称为——快子。
虚数，在数学上就是平方等于负数的数，与实数对应，意义是虚幻不存在的数。数学上引入虚数是为了简化计算和问题，扩充数学维度；而在物理上一直都是使用实数的。所以，虚数不具有物理意义，也无法对应现实世界的客观存在。
亚光速的物质，就是通常拥有质量的普通物质，速度越快需要的能量越多，抵达光速理论上就需要无限多的能量，这是不可能的。
而超光速物质，就是拥有虚质量的物质，如快子，它们始终是处在超光速运动的状态，相反对它注入能量越多速度就越慢，但要抵达光速，理论上同样需要无限多的能量，这也是不肯能的。
可见，狭义相对论的光速，是一个屏障或说是壁垒，阻止了亚光速和超光速，各自抵达光速。
如果仅从数学公式上看，速度越快时间就会越慢，如果从亚光速抵达了光速屏障，时间就会静止。这时，如果速度继续增加，也就是从亚光速加速到超光速，时间就会变成一个虚数，在这个时空观里，时间的方向就会发生逆转，获得时间倒流的结果。
因为虚数，在数轴上其实可以代表着旋转的意义，虚时间就是时间旋转了180度，相对于正时间，变成了负时间，即时间逆转了方向。
然而这一切，都仅仅是数学对称性（有正就有负）的求解结果，并不一定对应着现实世界的物理学意义。显然的是，宇宙演化具有方向，并不像数学，只有逻辑性和对称性，而没有方向性的限制性。（数学的本质与万物的关联（第二版））
另外，如果不考虑信息的传递，有很多事物是可以超越光速的，比如影子、人浪、还有量子纠缠。
这里，用人浪来解释一下信息传递：
第一种，有信息传递的人浪。后一排，看到前一排的人坐下，才站起来，这样形成的人浪依赖观察前排坐下的信息，这个信息是光速传递的，所以这个人浪无法超光速。
第二种，无信息传递的人浪。试想，后一排站起来与前一排没有任何关系，是约定好的时间点。这时，前后排的距离是（d），前后排的站起来的时间间隔是（t），这个（d）和（t）都是人为约定的，所以可以让（d）很大，（t）很小，从而让速度（v = d / t）超越光速。
比如，前排在地球坐下，后排在月球站起来，站起来不需要坐下的信息，所以这个人浪可以超光速。
最后，关于量子纠缠和超光速传递信息，详细解读可以参看（微观世界：不确定性、波粒二象性、量子纠缠与观测的本质），这里不再赘述。
