话说在1905年，有个26岁的瑞士专利局的三级技术员接连发表了四篇具有开创性的论文，后来的他成为了一代巨匠，物理学史上前二的科学家，他就是爱因斯坦。
而爱因斯坦最被后人津津乐道的成果是相对论。1905年这一年，爱因斯坦发表了狭义相对论，这个理论有点类似于欧几里得的几何学，仅仅利用几条公设，就建立了一套理论体系。欧几里得几何学有五条公设。
他通过这五条公设创立了平面几何学。而爱因斯坦创立狭义相对论也用到了两条假设：
相对理性原理（也可以叫做伽利略变换）光速不变原理而其中最大的突破其实来自于后面这一条“光速不变原理”，那爱因斯坦为何会提出这条假设呢？
牛顿 vs 麦克斯韦
其实这件事就要从牛顿开始说起，在牛顿之前，物理学并没有发展出一整套集大成的理论。而牛顿改变了这一切，他提出了牛顿三大定律，以及万有引力定律，让我们知道天上和地上是遵循同一套物理规律的。
不仅如此，牛顿开创了一个新纪元。从这时起，科学理论可以非常精确地描述宇宙万物的运行。就拿牛顿来说，他的理论不仅可以很准确地描述太阳系内部各个天体的运动，甚至还能用这个理论做预言。科学家仅仅用笔和纸就计算出了海王星的位置，而在此之前发现新的行星都是依靠实际观测，可以说这是一个很大的进步。
在牛顿的体系中，他部分引用了伽利略的理论，尤其是伽利略变换。这其实来自于伽利略的一个思想实验，伽利略现象如果有一艘封闭的船，船开得特别平稳，那么在船里面的人是没办法感受到船在不在动的。
其实类似的事情还有很多，比如，我们平时做高铁时，如果旁边也有高铁，这时候，其中一个高铁动了，我们是很难察觉到底哪个高铁动了。
而这有什么用呢？
我们来举一个简单的例子，假设有一辆小车，车上有个小人。如果小车以10m/s的速度运动，而小人相对于车子以5m/s的速度与汽车同向运动。（如下图所示）
那这个时候，如果有个地面观测者，他看到小人的速度就是车速+人运动的速度，也就是10+5=15m/s。这其实是一个很简单的速度合成问题，很符合我们直觉，看起来也没有什么毛病。
可是，随着时间的推演，问题也就出现了，牛顿之后100多年，出现了一位和牛顿可以相提并论的科学家，他就是麦克斯韦。
在麦克斯韦时代，电和磁的现象是一个迟迟无法得到解决的问题。而麦克斯韦就厉害在，他提出了麦克斯韦方程，统一了“电”和“磁”。
他还预言了电磁波的存在，并且光就是一种电磁波。
没过多久，赫兹利用实验证明了麦克斯韦的理论。于是，麦克斯韦成为了电磁学理论的集大成者，与牛顿、后来的爱因斯坦在物理学史属于同一级别的科学家。
麦克斯韦理论的地位如同牛顿力学一样坚实，它可以解释各种电磁学现象，所以成为了主流的科学理论。
不过，科学家们很快发现了问题，如果通过麦克斯韦方程进行求解，我们可以得到关于光速的表达式，光速=1/ε0μ0，这当中有两个常数，分别是：
ε0叫做真空介电常数；μ叫做真空磁导率。也就是说，通过麦克斯韦方程，我们得到的光速是一个固定值。而我们也知道，其实求一个速度，我们要先选定一个参考系，就如同上文的情况是以地面为参考系求解的。而光速的参考系是什么？
当时，关于“光”本质的认识是，光是一种波。而我们知道，水波的传递其实是需要介质的，也就是水。
那光传播是不是也需要介质，而这个速度是不是就是相对于这个介质的速度？科学家就把这个介质命名为以太。但是这其实只是理论上的假设，到底存在与否还是要靠实验说话。于是，一群科学家加入到了寻找“以太”的竞赛当中，其中不乏各种顶级的实验物理学家。经过他们不懈的努力，终于证明了“以太”根本就不存在。其中最有名的一组实验就是迈克尔孙莫雷实验。
这些就出事了，如果“以太”不存在，那光速到底是相对什么在运动？
当时的科学家很无奈，他们一直在寻求各种办法。说到底，其实就是牛顿力学和麦克斯韦理论相互矛盾了，而矛盾的焦点就是光速问题。
划时代的物理学
而当时有两位科学家其实都很接近提出相对论，一个是洛伦兹，一位是庞加莱。他们都以各自不同地方式接近了狭义相对论，但都以失败而告终。
或许这就是时代赋予这位年轻人的使命，当时爱因斯坦年仅26岁，他没有老一代科学家的约束，他抛开条条框框直接提出：光速在任意惯性参考系下是不变的。也就是光速不变原理。
加上伽利略变换，以这两条假设为基础，提出了狭义相对论的整个框架。他的做法确实很颠覆，以至于刚提出这个理论时，很多科学家都接受不了。后来，杨振宁在自己的一篇文章《机遇与眼光》当中就谈到了这件事，他说：
洛伦兹有数学，但没有物理学；
庞加莱有哲学，但也没有物理学；
正是 26 岁的爱因斯坦敢于质疑：人类关于时间的原始观念，坚持同时性是相对的，才能从而打开了通向微观世界的新物理之门。
