假設有一列火車以每秒100，000，000米/秒的速度經過一個站台，老王站在車上，小李站在鐵路旁的站台上。

當列車經過站台的一剎那，老王按下手中的電筒按鈕，向正前方“發射”光子。光子相對於老王以每秒300,000,000米/秒的速度運行，同時老王又以100,000,000米/秒的速度相對於小李運動。因此有人得出老王發出的光子相對於小李的速度為400,000,000米/秒。

這個答案對嗎？

這顯然與愛因斯坦的第二假設不符！

雖然小李和老王分別是以地球和火車作為他們的慣性參照系，但是如果按照愛因斯坦的假設，光相對於小李參照系的速度必須和老王參照系中的光速完全相同，即都是300，000，000米/秒。

那麼速度相加的“常識相對論”和愛因斯坦的假設究竟那一個錯了呢？

許多科學家通過試驗證實了愛因斯坦的假設，說明我們的“常識感覺”是錯誤的。因此接下來我們也假定愛因斯坦是對的，並在此基礎上繼續我們對相對論的探索。

在火車上的試驗中，一秒鐘後，光子已移動到老王前面前300，000，000米處，而老王已經移動到小李前面100，000，000米處。如果愛因斯坦的假設成立，那麼光子距小李其間的距離將不是400，000，000米，而是300，000，000米，如此情況只有兩種可能：

1、相對於老王的300，000，000米距離對於小李來說並非也是300，000，000米。

2、對老王而言的一秒鐘和對小李而言的一秒鐘時間長度不同。

儘管聽起來很奇怪，也很費解，但實際上兩者都是正確的。

由此我們推論出以下兩組非常重要的概念：“時間和空間”以及“質量和能量”。