愛因斯坦相對論的提出
狹義相對論起源於愛因斯坦16歲(1895年)在瑞士阿勞州立中學上學時無意中想到的一個悖論：如果我以真空中的光速追隨一條光線運動，那將看到這條光線像一個在空間裏振蕩著而停滯不前的電磁場。可是無論是依據經驗，還是按照麥克斯韋方程，看來都不會發生這樣的事情。從一開始，愛因斯坦在直覺上就很清楚，從這樣一個觀察者的觀點來判斷，一切都應當像一個相對於地球是靜止的觀察者所看到的那樣，按照同樣的一些規律進行。此後，這個悖論一直縈繞在愛因斯坦的腦際，並為此沉思了10年。
第二年，愛因斯坦進入蘇黎世工業大學。學習期間，他迷戀於麥克斯韋的電磁場理論，並廣泛閱讀各種物理學和哲學著作，逐漸明確了追光悖論實際上是間斷的質點力學(牛頓力學)和連續的電磁場理論(麥克斯韋理論)不統一(矛盾)的表現。他進一步認識到這種矛盾集中地反映在牛頓力學所依據的伽利略相對性原理和麥克斯韋理論所得出的真空中光速不變上。從伽利略變換中，必定導出絕對靜止的坐標係，要求有絕對空間和絕對時間，並且不存在極限速度。然而，光速不變意味著光速是不可超越的極限速度。
伽利略的相對性原理和光速不變原理都有實驗事實依據，兩者為什麼會產生矛盾?兩者的矛盾是真實的還是虛假的?它們能否統一?如何統一?愛因斯坦苦苦思考著這些問題，並試圖解決它們。
當時，愛因斯坦還是一個純粹的經驗主義者，熱衷於用觀察和實驗來研究物理學的主要問題。但卻毫無結果。
怎樣才能發現普遍的形式原理呢?愛因斯坦開始另辟蹊徑，把哲學作為強有力的思想武器，重視理論思維。他廣泛涉獵各派哲學，博采眾長，為我所用。在哲學上，他主要接受來自兩方麵的影響，一方麵，是滲透在赫爾姆霍茲、玻爾茲曼等人著作中和某些通俗科學讀物中的自然科學唯物主義，以及斯賓諾莎的唯物論。唯物論的熏陶，使他堅信客觀世界的存在。另一方麵，是笛卡爾、斯賓諾莎、萊布尼茲的理性主義，以及休謨、馬赫的懷疑、批判精神。
馬赫在人們還普遍對牛頓力學頂禮膜拜的時候，就係統地批判牛頓力學，表現了他的遠見卓識，給科學界，也給愛因斯坦留下了深刻印象。盡管馬赫的批判並非無懈可擊，但確實抓住了牛頓力學的某些弱點。特別是他對牛頓絕對時空觀的批判，給愛因斯坦以重要的啟示。他用懷疑和批判的眼光去看待物理學的傳統觀念，大膽地衝破經典時空觀的束縛，並采用探索性演繹方法，即從一般到個別，從普遍到特殊的探求未知的方法，研究困擾已久的理論問題。
1905年是愛因斯坦的幸運年。他終於找到了新理論的突破口，領悟到同時性的相對性這一關鍵，這使他茅塞頓開：把狹義相對性原理(物理規律對一切慣性係等效)和光速不變原理作為公設。僅僅用了五、六周的時間，就一氣嗬成了科學史上的不朽篇章——“論動體的電動力學”，並於1905年9月在德國《物理學雜誌》上發表，宣告了狹義相對論的誕生。
論文一開始，愛因斯坦就開門見山地提出了兩條基本原理：相對性原理，即物理規律在所有慣性係中都是相同的;光速不變原理，即在所有慣性係中，真空中光的速度都是相同的。從這兩條基本原理出發，愛因斯坦對物質的質量、運動、時間、空間，得出了不同於經典物理學的重要結論。
在時空觀上，狹義相對論與經典物理學的不同點主要表現在以下幾個方麵：
第一，牛頓的絕對時空觀，把時間和空間看作是沒有物質內容的、獨立的個體，都具有絕對的意義。因此，物體的長度、兩事件之間的時間間隔以及兩事件的同時性都與參照係的選擇無關，是絕對的。
狹義相對論表明時間、空間同物質運動有密切聯係。指出時間間隔和空間間隔的量度並不具有不變性，而是隨著物質運動狀態的變化而變化，與參照係的選擇有關。為了說明同時性的相對性，他設計了“愛因斯坦列車”的思想實驗：在一列勻速直線運行的列車中點燃一束光，與列車平行的地麵上的觀察者看到光線先後到達車頭和車尾，而列車上的觀察者卻看到光線同時到達車頭和車尾。從而形象地表明時空關係是具體的、相對的，脫離開物質及其運動去考慮時空的特性是無意義的。