19世纪末20世纪初，物理学是自然科学中发展得最完善的学科，此时物理学界正在酝酿一场革命，在这场革命中诞生了相对论，自然科学也因此进入了爱因斯坦时代。
那么，什么是相对论呢？相对论的内容是什么？有一次，一群学生围着爱因斯坦，请他给相对论作解释，爱因斯坦考虑了一下，风趣地说：”我打个比方，比如你坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女郎谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪个更长？“学生回答：”当然觉得坐在火炉上的时间长。“爱因斯坦听罢哈哈大笑，说”这就是相对论的内容。“这个故事就形象地说明了时间和空间的相对性。
其实，相对论充满了难懂的革命性的新思想，据说最初提出时全世界只有12个人能懂。爱因斯坦的狭义相对论，在我们的日常生活中是很难理解的，因为我们日常接触的都是远远小于光速的运动，根本无法觉察到爱因斯坦相对论所描述的效应：长度变短，时钟变慢。但如果接近光速的运动能变成现实的话，一个以这样速度运动的人，在另一个观察者看来就可能只是一条线。另外还会出现这样的景象：一个人坐上了光子火箭，以接近光速的高速度做星际旅行，一年后他回来了，发现儿子已经是白发苍苍的老人，而自己依然年轻。中国古代传说中的”天上方一日，人间已一年“就可用相对论进行解释，只要那个”天“在做接近于光速的运动。
提出相对论的伟大科学家——阿尔伯特·爱因斯坦（1879～1955年），是现代物理学的开创者和奠基人，也是”决定论量子力学诠释“的捍卫者（振动的粒子）——不掷骰子的上帝。1999年12月26日，爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为”世纪伟人“。
爱因斯坦1900年毕业于苏黎世工业大学。1905年获苏黎世大学哲学博士学位。曾在伯尔尼专利局任职。我们日常生活中，有一句熟悉的格言是”任何事都是相对的。“但爱因斯坦的理论可不是这一哲学式陈词滥调的重复，它是一种精确的用数学表述的方法。此方法中，科学的度量是相对的。显而易见，对于时间和空间的主观感受依赖于观测者本身。
早在16岁时，爱因斯坦就从书本上了解到光是以很快速度前进的电磁波，他产生了一个想法，如果一个人以光的速度运动，他将看到一幅什么样的世界景象呢？他将看不到前进的光，只能看到在空间里振荡着却停滞不前的电磁场。这种事可能发生吗与此相联系，他非常想探讨与光波有关的所谓以太的问题。以太这个名词源于希腊，用以代表组成天上物体的基本元素。然而直到19世纪末，人们企图寻找以太，然而从未在实验中发现以太。
但是，电动力学遇到了一个重大的问题，就是与牛顿力学所遵从的相对性原理不一致。关于相对性原理的思想，早在伽利略和牛顿时期就已经有了。电磁学的发展最初也是纳入牛顿力学的框架，但在解释运动物体的电磁过程时却遇到了困难。按照麦克斯韦理论，真空中电磁波的速度，也就是光的速度是一个恒量，然而按照牛顿力学的速度加法原理，不同惯性系的光速不同，这就出现了一个问题：适用于力学的相对性原理是否适用于电磁学？例如，有两辆汽车，一辆向你驶近，一辆驶离。你看到前一辆车的灯光向你靠近，后一辆车的灯光远离。按照麦克斯韦的理论，这两种光的速度相同，汽车的速度在其中不起作用。但根据伽利略理论，这两项的测量结果不同。向你驶来的车将发出的光加速，即前车的光速=光速+车速；而驶离车的光速较慢，因为后车的光速=光速-车速。麦克斯韦与伽利略关于速度的说法明显相悖。我们如何解决这一分歧呢这时候的理论物理学达到了巅峰状态，但其中也隐含着巨大的危机。海王星的发现显示出牛顿力学无比强大的理论威力，电磁学与力学的统一使物理学显示出一种形式上的完整，并被誉为”一座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的庙堂“。在人们的心目中，古典物理学已经达到了近乎完美的程度。德国著名的物理学家普朗克年轻时曾向他的老师表示要献身于理论物理学，老师劝他说：”年轻人，物理学是一门已经完成了的科学，不会再有多大的发展了，将一生献给这门学科，太可惜了。“然而，爱因斯坦并没有放弃，他似乎就是那个将构建崭新的物理学大厦的人。在伯尔尼专利局的日子里，爱因斯坦广泛关注物理学界的前沿动态，在许多问题上深入思考，并形成了自己独特的见解。在10年的探索过程中，爱因斯坦认真研究了麦克斯韦电磁理论，特别是经过赫兹和洛伦兹发展和阐述的电动力学。爱因斯坦坚信电磁理论是完全正确的，但是有一个问题使他不安，这就是绝对参照系以太的存在。他阅读了许多著作发现，所有人试图证明以太存在的试验都是失败的。经过研究爱因斯坦发现，除了作为绝对参照系和电磁场的荷载物外，以太在洛伦兹理论中已经没有实际意义。于是他想到：以太绝对参照系是必要的吗？电磁场一定要有荷载物吗爱因斯坦喜欢阅读哲学著作，并从哲学中吸收思想营养，他相信世界的统一性和逻辑的一致性。在哲学的帮助下，爱因斯坦想清楚了一件事：时间没有绝对的定义，时间与光信号的速度有一种不可分割的联系。他找到了开锁的钥匙，经过5个星期的努力工作，爱因斯坦把狭义相对论呈现在人们面前。
德国《物理学年鉴》接受了爱因斯坦的论文《论动体的电动力学》，在同年9月的该刊上发表。这篇论文是关于狭义相对论的第一篇文章，它包含了狭义相对论的基本思想和基本内容。狭义相对论所根据的是两条原理：相对性原理和光速不变原理。在爱因斯坦看来，根本不存在绝对静止的空间，同样不存在绝对同一的时间，所有时间和空间都是和运动的物体联系在一起的。在这篇文章中，爱因斯坦没有多讨论将光速不变作为基本原理的根据，他提出光速不变是一个大胆的假设，是根据电磁理论和相对性原理的要求而提出来的。这篇文章是爱因斯坦多年来思考以太与电动力学问题的结果，他从同时的相对性这一点作为突破口，建立了全新的时间和空间理论。
相对论认为，光速在所有惯性参考系中不变，它是物体运动的最大速度。由于相对论效应，运动物体的长度会变短，运动物体的时间膨胀。但由于日常生活中所遇到的问题，运动速度都是很低的（与光速相比），看不出相对论效应。
爱因斯坦在时空观的彻底变革的基础上建立了相对论力学，指出质量随着速度的增加而增加，当速度接近光速时，质量趋于无穷大。他并且给出了著名的质能关系式：E=mc2，质能关系式对后来发展的原子能事业起到了指导作用。
1915年，爱因斯坦宣告广义相对论诞生。广义相对论实际上是关于时间、空间与万有引力关系的理论，它指出空间和时间不可能离开物质而独立存在，空间的结构和性质取决于物质的分布。狭义相对论已指出时间与空间是一个整体，即四维时空。广义相对论进一步指出，物质的存在会使四维时空发生弯曲，万有引力并不是真正的力，而是时空弯曲的表现。如果物质消失，时空就回到平直状态。
可以打这样的比方来说明时空弯曲：假如4个人各拉紧床单的一个角，床单这个二维空间就是平的。放一个小玻璃瓶在上面，如果不去推它，它就保持静止或匀速运动状态不变。如果在床单中央放一个铅球，床单会凹下去，这个二维空间就是弯曲的了。这时，如果再放置一个小玻璃球，它就会滚向中央的大球。按照牛顿的观点，这是由于大球用万有引力吸引小球。按照爱因斯坦的观点，则是由于大球的存在使空间弯曲了，并不存在引力，小球滚向大球乃是弯曲空间中运动。
爱因斯坦获得的巨大成功，让世人瞩目。有一次，一个美国记者问爱因斯坦关于他成功的秘诀。他回答：“早在1901年，我还是22岁的青年时，我已经发现了成功的公式。我可以把这公式的秘密告诉你，那就是A=X+Y+Z！A就是成功，X就是努力工作，Y是懂得休息，Z是少说废话！这公式对我有用，我想对许多人也一样有用。”
