首先我们必须明确，物体的视觉形象是由来自物体的不同部分但同时达到观察者的视网膜（或照相底片）的光构成的，这就意味着这些光一般不是同时发出的。离观察者较远的点在较早时发出的光，与较近的点在较晚时发出的光同时显现在观察者眼中。
如果物体在运动，观察者看到的是物体各部分在不同时刻的位置所构成的形象：从这个原理来说，即使按照非相对论的观点，物体的形象也是会发生畸变的（只不过对于通常的低速移动的物体，这种效应难以觉察罢了）。
以立方体各棱与三个坐标轴平行为例，它的边长为，并沿轴正方向以速度=运动＇见图3（）＇。假定观察者或者照相机在垂直于运动方向上（例如在z轴上）并且远离运动物体，即物体所张的视角很小，它上面各点发出并射至观察者的光线可以认为是互相平行的。
当立方体运动时，由于立方体中的和发出的光要比和早/秒，那时和的位置在置在&p;p；；和&p;p；；，比和落后一段距离。对于面上
其他各点可以做类似的考虑，可以推出，面看起来将是一个高为、宽为的矩形。
与此同时，b面由于b和的洛伦兹收缩，看起来也是一个高为，但宽为的矩形＇见图3（b）＇。另一方面，如果上述立方体相对于观察者静止，但沿逆时针方向转过一个θ=…1（）的角度＇见图3（）＇。
则同一观察者（或照相机）也将看到（或拍摄到）面的投影是高为、宽为θ=（）的矩形，而b的投影是高为、宽为θ=的矩形＇见图3（）＇。
由此可见，高速运动物体的视觉形象与它静止时转过一个θ=…1（/）角度的透视图是一致的。也就是说，我们看到（或拍摄到）的高速运动物体的形象，不是沿运动方向被“压扁”了，而是相当于物体转过一个与运动速度有关角度的形象。
图三：视觉旋转图
7.孪生佯谬
相对论诞生后，曾经有一个令人极感兴趣的疑难问题：孪生佯谬。
假定地球上有一对孪生兄弟甲和乙。乙在地球上，甲乘宇宙飞船做星际旅行，宇宙飞船的速度为，目标是离地球8光年的某天体，到达后马上掉头以同样的速度返回地球。
如果将地球近似地看作一个惯性系的话，那么在整个过程中，就地球系而言，飞船的钟都变慢了一个因子（=）。对地球来说，飞船往返经过了：
28光年/=20年
但与此相应，飞船上的钟只走了：20年=12年。
当甲旅行回来时，孪生兄弟乙比他老了8岁！
理由很明显，飞船往返必须要经历一段变速过程。如果将地球看作是惯性系，那么飞船在整个过程中就不是一个惯性系——尽管在其中大部分时间里，当它匀速飞行时，它是惯性系。因而，地球系同飞船系是不“平等的”。从本质上说，旅行之所以使得甲变得年青一些，是因为他的运动状态（非惯性运动）同乙有所不同。
进一步论证：
对于留在地球上的孪生兄弟来说，飞船上的钟变慢了：从地球到某天体，其间甲只长了6岁，归程又长了6岁，因此到重逢时，甲共长了12岁，这是地球参照系钟描述飞船上时间的流逝情况。
对于飞船来说，总的不是一个参照系。如果我们把“去”和“来”的飞船分别看作两个不同的参照系，而认为在调头前后，飞船上的观察者对事
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