1905年，阿爾伯特·愛因斯坦在他的《論動體的電動力學》篇論文中闡發的關於“相對論”的理論，引起了全世界的震驚，使得每一位物理學家都把眼光投向瑞士的專利局。從此，阿爾伯特·愛因斯坦被稱讚為有史以來最偉大的科學家。
愛因斯坦第一次去美國就“相對論”發表演講時，隨口說一句：“這個理論十分簡單。”濟濟一大廳人哄堂大笑，愛因斯坦卻感到吃驚。他認為，他所解釋的一切，實在是相當簡單的。
“相對論”認為，宇宙間一切物體所表現出的狀態，都是相對的。對於從不同立足點來觀察它們的觀察者，表現為不同的狀態。
火車上小桌裏的茶杯，對於車上的乘客來說，它是靜止的，速度為零。但對地麵上的觀察者來說，茶杯隨同火車一道朝前移動，其速度等於火車速度。世界上一切物體都處在運動狀態中。絕對靜止的物體是不存在的。
相對論的法則，不但適用於速度，也適用於運動方向。火車上的乘客垂直向上起跳，肯定會落回原起跳處。
他覺得自己作的是先上後下的“跳高”。對於地麵上的觀察者來說，假定車上的乘客正好在他麵前起跳，那麼當乘客落下時，肯定已離他有好幾米遠，他覺得乘客作的是拋物線形式的“跳遠”。
由此可見，物體運動的速度和方向都是相對的。但是，愛因斯坦認為，這還不是問題的全部。在相對論中，還有第三個因素，即運動中物體的相對體積，在運動中，一切物體都會縮短。按相對論的理論，一列高速行駛的火車，對於地麵觀察者來說，要比火車上乘客看到的短些。速度愈大，物體顯得愈短。假設火車以光速行駛，那麼在地麵觀察者的眼中，其長度將變為零。由此可以推論，空間的大小也完全是相對的。
時間也是相對的。不存在什麼絕對的過去、現在和將來。例如，我們今晚觀察到距我們一光年的某星球發生了類似爆炸的情況，變得特別明亮，實際上此現象不是現在(今晚)而是一年以前發生的。隻不過爆炸時產生的光經過一年時間才到達地球，被我們觀察到。同樣，如果有人在距我們2000多光年的星球上觀察地球，他所看到的，也許是凱撒征戰高盧的滾滾濃煙，或是秦王朝阿房宮被焚的熊熊烈火。假設一個人能以比光還快的速度運動，他就可以看到自己的過去，甚至生活在恐龍統治地球的遠古時代。因此，我們星球上的今天，也許是另一星球上的昨天，或者也許是第三顆星球上的明天。
以上這些，就是狹義相對論的時空觀。
愛因斯坦在發表了狹義相對論不久，便發現這種理論應用範圍有限，它隻適用於沿直線勻速運動的物體，而不適用於加速運動的物體。在我們日常生活中，人們經常會體驗到加速運動與勻速運動之間的差別。當我們坐在平穩行駛勻速運動的列車上時，我們如同靜坐在房間裏，若不是看見車窗外紛紛後退的景物，我們幾乎感覺不到車輛在前進。這是勻速運動產生的效果。可是當行進中的車輛突然減速或煞車，我們會向前傾斜；而靜止的車輛突然開動或行進中的車輛突然加速，我們的身體又會向後仰。這種現象稱為慣性。
慣性力量的大小與運動速度的改變量有關，高速行駛的轎車突然急刹車，有可能將坐在前排的乘客撞死。這就是說，慣性力的大小與施加於物體的加速度有關。無論在什麼地方也無論何種原因，隻要將物體產生相同的加速度，那麼它相應產生的慣性力也是相同的。一個物體如果放在地球的引力場時，它由高處下落的加速度為9.8米／秒2；假如有人將攜帶該物在地球引力場之外的空間裏，在以9.8米／秒2的加速度飛行過程中，突然將該物脫手放出，那麼此物所產生的慣性力與在地球引力場中所產生的慣性力是完全相同的。愛因斯坦的廣義相對論就是他將狹義相對論從勻速運動擴展到加速運動所取得的成果。
1909年，愛因斯坦離開了專利局，先在居裏希大學工作不長時間，隨後又應聘到普賴克大學工作。不久，他又回到居裏希理工學院工作，使他在廣義粗對論研究方麵進入了一個新的時期。
當時，他雖然發表了許多關於廣義相對論思想方麵的文章，但是，他還沒有完成這種理論的最後表達形式。他在大學時代的好友格羅斯曼是優秀的數學專家，在他的悉心的指導下，愛因斯坦學習並深入研究了對廣義相對論極為有用的張量分析。這是為尋找廣義相對論的完美的數學表達形式而艱辛探索的時期，他終日苦思焦慮，要從大量的方程式中選擇一個正確的，令人遺憾的是，一個正確的方程式從他的鼻子尖下溜走了，以致使他犯了個拋棄協變性原理的錯誤。
1926年的某一天，愛因斯坦夫婦在與朋友們共進晚餐時，愛因斯坦的夫人悄悄地向友人講述了丈夫在某個早晨徹底揭開相對論疑謎時的情景。她說：
“博士(指愛因斯坦)像平時一樣，穿著睡袍下樓用早餐，但他幾乎什麼也沒有碰。我想，出什麼事了，所以我問他，什麼事使他不安。‘親愛的，’他說，‘我有一種絕妙的想法。”
喝完咖啡之後，他走到鋼琴那兒開始彈起來，間或停下來，做點筆記。然後，他報告說：“我得到一個奇妙的想法，一個絕妙的想法。”
我說：“那麼，看在老天爺的份上，告訴我是什麼想法吧，別叫我掛慮了。”他說：“很困難，我得繼續把它完成。”
接著，愛因斯坦繼續彈著琴和做筆記，約持續了半小時。然後，他就上樓到他的研究室去了，並且告訴我，不要去打擾他。他呆在那裏幹了兩周，每天我都給他送飯。黃昏時分，他會踱著步子做點鍛煉，再回去工作。
最後，有一天他從研究室走下樓來，臉色蒼白。
“就是它，”他一邊對著我說，一邊疲倦地將兩張手稿紙往桌上一放。這，就是他的相對理論。
愛因斯坦由於在科學上的傑出的成就，使他成為舉世聞名的不朽的科學家，世人憑照片便可一眼認出他來。可是他在眾目睽睽的場麵總是顯得很慌亂。即使這樣，他還得擺出各種姿態讓攝影師、藝術家和雕刻家們拍照。
有一次一個陌生人問他以何為生時，他回答說：
“我是藝術家的模特兒。”
愛因斯坦潛心研究的不是一般性的問題，甚至也不是常規性的問題，而是超常規的特殊性問題。證明他的學術思想正確與否的實驗場所，不是一般尺寸的實驗室，而是浩瀚無際的天體。正因為如此，他工作常被人誤解。
相對論產生了強大的衝擊波，它震撼了物理學界，也擾亂了哲學界。它向物理學輸入了新的原理，使人們對世界形象的認識深入到一個新的層次，它為哲學提供了新的認識論和方法論，使哲學界耳目一新。考察愛因斯坦在物理學和哲學領域的發跡，使人想起了難忘的1905年。在這一年裏，物理學上空升起了一顆璀璨的明星，伯爾尼專利局的小職員愛因斯坦發表了幾篇不同凡響的論文，其中有4篇成為物理發展的新標誌。
1905年，我們應當稱之為愛因斯坦的幸運年，這一年他發表了5篇科學論文，這是他的新世界觀的基礎，它們將使人類的思想發生革命。對於人類曆史，1905年在伯爾尼，其意義決不亞於1879年，那一年愛迪生以如下的話宣布電燈泡和電燈的發明：
“燈泡裏的空氣抽空，燈泡密封好，接上電流，我們的眼睛就可以看到我們久已盼望的光芒。”
馬克斯·玻恩(M·Bom)在《愛因斯坦的統計理論》一文的開頭寫道：
“照我看來，全部科學文獻當中最卓越的卷冊，要數1905年《物理學雜誌》第17卷了。這一卷裏有愛因斯坦的三篇論文，其中每篇論及一個不同的主題，並且每篇現在都被公認是傑作，是物理學一個新分支的起源。按前後次序，這三篇論文的主題是光子理論、布朗運動理論和相對論。”
這三個理論分別以不同的方式改變了人們關於物理世界的看法，在物理學領域對以往的相應的時空觀念發生革命性的轉變。因此，1905年是新時代物理學的一個開端。
另外，愛因斯坦還指出，物質和能量有著十分密切的關係，他還運用一個公式可計算出隱藏在任何一塊物質中的能量：
E=mc2
E表示能量，m表示質量；c表示光速。
整個公式的意思是，物質中的能量，等於物質的質量或重量乘上光速的平方。這是個驚人的公式。科學家們又把這個公式運用到兩項令人震驚的發展上：
第一，這個公式揭示了太陽的秘密。
第二，科學家們學會如何把鈾原子轉變成能量，製造了原子彈，在廣島上空引爆。
1905年，這一年，他發表的5篇科學論文，為他嶄新的世界觀奠定了基礎。
1905年，在闡述狹義相對論的文章即將發表時，愛因斯坦完成了貢獻給分子運動的古典理論的一係列工作。他在《物理學雜誌》上發表的總結性文章，回答了顯微鏡下觀察到的懸浮在液體中的微小物體的運動——所謂布朗運動的性質問題。
布朗運動理論打破了宏觀規律不依賴於動力學模式的幻想。愛因斯坦論述了布朗運動定律及關於熱和分子運動學說中的其它發現。在愛因斯坦1905年提出的光量子或光子思想中，重審“古典理想”的要求，比在相對論中要鮮明得多。
愛因斯坦在1905年提出了一種理論，光不僅僅被輻射和被吸收，而且光還是由間斷的、不能再分割的光量子組成。光的量子是粒子，它們在真空中以每秒30萬公裏的速度運動。後來，這些粒子獲得了光子的名稱。
光的波動性與微粒性的這種奇異結合，在愛因斯坦的科學思想中具有代表性。愛因斯坦一刻也不懷疑光實際上具有波動的和微粒的特性。他不想回避悖論，這一悖論推翻了不具有波動特性的古典粒子觀念和古典波動觀念。
他在《物理學雜誌》上刊登了論光量子的文章，還刊登了相對論的第一篇說明，其中敘說了也許是更為反常的情況，光都是以同一速度傳播的。