“山中七日，世上千年。”我國古代神話小說裏常把神仙世界同人間的時間快慢描繪得不一樣。南宋劉敬叔的《異苑》一書說，古代有個人騎馬進入山中，看到遠處有兩位白發虯須老人盤坐石邊，麵對著下棋。他走近觀看，將馬拴在石上，馬鞭握在手裏。他看得出神，自知過了不多一會兒，突然發現手中馬鞭已經腐爛、碎斷，騎來的馬匹已成了一堆白骨，白骨上的馬鞍也已損壞。他知道大事不好，匆忙趕回家中，已無人煙，原來村上已過了不知多少代了。
有一本科學幻想小說，對未來的太空旅行作了大膽暢想：一艘火箭船，以接近光速的速度奔向織女星，……很快消失在茫茫的宇宙中……它要在50多年以後才能回到地球上。……這艘火箭船上的乘客從織女星回到地球的時候，他感覺到好像才過了一兩年，依舊是個英俊青年，可是他青年時代的朋友都變成龍鍾的老人了。
類似這樣神話科學幻想，人們是無法想象的，誰也沒有認真對待過。牛頓認為，時間是絕對的，“不論事物運動還是靜止，也不論我們是睡著還是醒著，時間總是一成不變地走著自己的路。”他在劃時代的著作《自然哲學的數學原理》中，給時間下了一個著名的定義：“絕對的、真實的數學時間，就其自身及其本質而言，是永遠均勻地流動的，不依賴於任何外界事物。”通俗地講，牛頓認為的絕對時間就像幾何直線上的點連成的直線，它沒有開頭，也不會有終結，總是“我行我素”地永遠均勻地走下去。
由於牛頓的巨大聲望，加上這種觀點與人們的常識相吻合，因此幾百年來，人們都認為的確存在著一個“獨一無二的、普遍適用的、不依賴於任何其他事物的時間體係”。但隨著科學的發展，這種觀點出現了許多難以克服的困難。
到了二十世紀初，經過長期的深入研究和邏輯推理，偉大的科學家愛因斯坦於1905年提出了狹義相對論，根據相對性原理和光速不變的原理，建立了新的時間和空間的概念。1916年，他又提出了廣義相對論，引起了物理學理論基礎的重大變革。愛因斯坦把時間與空間聯係在了一起，因為時間原就是相對物。
牛頓還說，物體的質量是常數，並不隨速度而變化。在低速範圍內，物體的動質量與靜質量相差極微，牛頓力學也能適用。這裏的所謂“低速”是相對於光速而言，在宏觀現象（如火箭的發射，人造衛星的運行，太陽係或銀河係的運動等）中，它們的速度遠比光速小，牛頓力學還能適用。可是在微觀領域，由於電子、質子等基本粒子的靜質量都很小，它們的速度很容易達到接近光速的值，這時牛頓力學就不再適用，必須用相對論力學了。
科學家在研究相對論時已經了解到：從“光速不變”的原理出發，得出了時間確實是相對的結論。空間（或長度）要隨著物體相對運動速度的增大而縮短。假如人在速度很大的宇宙飛船上看地球上的物體時，沿著運動方向的長度會比在地球上看時短。時間要隨著物體相對運動速度的增大而變大。物體的質量要隨著相對運動速度的增大而變大。物體運動的速度越大，它的質量就越大。
相對論揭示了高速運動物體的力學規律，根本上改變了長期以來形成的有關絕對空間和絕對時間的概念。因此，在時間中自由旅行，將不再是夢想。
相對論告訴我們，在不同的慣性係統裏，時間是不同的。高速火箭上的時間，相對於地球來說要慢些。現在的宇宙飛船盡管已經達到每秒幾十公裏的速度，而比每秒30萬公裏的光的速度小得多，因而還未能成為現實。
然而狹義相對論這個結論已為許多結果證實。當粒子以接近光速運動時，壽命的延長效應便十分明顯。在高能加速器或宇宙射線中，很容易使粒子運動接近光速。例如有一種叫U子的基本粒子。它的壽命隻有2微秒（百萬分之二秒），這樣即使它以光速運動，按牛頓的理論，最多隻能跑06公裏，但人們卻記錄到了10公裏外的U子，運動粒子的壽命要比靜止時長10多倍。這正是巨大速度引起的“相對論效應”。
運動粒子的壽命比靜止時長這個結論，也適用於人的壽命。就是說，高速運動狀態人的壽命比靜止時的壽命長。如果能建造出一種十分接近於光的速度的工具，那麼科學幻想小說裏的故事將成為現實。