爱因斯坦创作相对论的背景

十九世纪中叶,麦克斯韦建立了电磁场理论,并预言了以光速C传播的电磁波的存在.到十九世纪末,实验完全证实了麦克斯韦理论.电磁波是什么?它的传播速度C是对谁而言的呢?当时流行的看法是整个宇宙空间充满一种特殊物质叫做“以太”,电磁波是以太振动的传播.但人们发现,这是一个充满矛盾的理论.如果认为地球是在一个静止的以太中运动,那么根据速度迭加原理,在地球上沿不同方向传播的光的速度必定不一样,但是实验否定了这个结论.如果认为以太被地球带着走,又明显与天文学上的一些观测结果不符.
1887年迈克尔逊和莫雷利用光的干涉现象进行了非常精确的测量,仍没有发现地球有相对于以太的任何运动.对此,洛仑兹(H．A．Lorentz)提出了一个假设,认为一切在以太中运动的物体都要沿运动方向收缩.由此他证明了,即使地球相对以太有运动,迈克尔逊也不可能发现它.爱因斯坦从完全不同的思路研究了这一问题.他指出,只要摒弃牛顿所确立的绝对空间和绝对时间的概念,一切困难都可以解决,根本不需要什么以太.
爱因斯坦提出了两条基本原理作为讨论运动物体光学现象的基础.第一个叫做相对性原理.它是说：如果坐标系K'相对于坐标系K作匀速运动而没有转动,则相对于这两个坐标系所做的任何物理实验,都不可能区分哪个是坐标系K,哪个是坐标系K′.第二个原理叫光速不变原理,它是说光（在真空中）的速度c是恒定的,它不依赖于发光物体的运动速度.