有很長一段時間，“奧林匹亞學院”討論的焦點是牛頓的絕對時間與絕對空間。事實上，當時已經有人對牛頓的絕對時間概念進行了勇敢的批判，但沒有將牛頓批倒。

要批倒牛頓，實在不是一件容易的事情，因為牛頓力學理論在解決宏觀的和低速的運動現(xiàn)象中取得了無比輝煌的成就。他的《自然哲學之數(shù)學原理》從17世紀末它的誕生之日開始，就一直被奉為物理學的“圣經”，而且，用他的理論準確地預測了哈雷彗星的回歸和第八大行星——海王星的發(fā)現(xiàn)。

現(xiàn)在，年輕的愛因斯坦也開始向被奉為權威的牛頓經典物理學挑戰(zhàn)了。牛頓說空間和時間與外界事物無關，絕對時間和絕對空間是上帝創(chuàng)造的，是本來就有的。那么，按照牛頓的說法，我們可以用一把足夠長的尺子來測量出地球表面某一事件發(fā)生的準確地點，因為牛頓說空間是絕對的。

但是，愛因斯坦想到了生活中的一個普遍現(xiàn)象：一個人坐在一輛行駛著的汽車上，他手里捧著一本書正在翻看，當他翻開一頁，瀏覽了一下書的內容接著又翻了下一頁。從這個閱讀者的角度來看，可以認為他兩次翻書的動作完成于同一個位置——他的座位上，而對于車下的一個觀察者而言，他會看到，閱讀者在翻動了第一頁書之后，汽車行進了幾米，他才翻動了第二頁書。毫無疑問，觀察者認為，閱讀者的兩次翻書動作發(fā)生在不同的位置，它們相距數(shù)米。

基于這樣的疑問，愛因斯坦認為并不存在“絕對”空間，任何對于空間位置的描述都應將觀察者包括在內。

愛因斯坦認為時間是相對的。比如在一輛汽車的兩頭，有兩名乘客同時扎破了兩個氣球，于是車廂里發(fā)出一聲氣球炸破的響聲，車上的乘客也的確認為兩只氣球是同時爆響的。但對于車下的人來說，他聽到的卻是一前一后兩聲響，這是事實，因為車在運動。因此，我們對“同時”就很難測定。設想當汽車的行進速度達到光速時，這種時間的相對性就表現(xiàn)得異常明顯。

愛因斯坦在阿勞中學時，就思考過一些問題：“如果人以光速前進，他將看到什么景象？光是相對靜止的粒子還是相對靜止的波？”事實上，這是同狹義相對論有關的一個理想實驗。

1905年6月，愛因斯坦將他革命性的偉大思想凝結于《論運動媒質的電動力學》的論文中，在這篇論文中他提出了狹義相對論。此后，他又連續(xù)發(fā)表了幾篇論文，建立起了狹義相對論的全部框架。相對論的創(chuàng)立，使科學的新框架被搭建起來了，它無情地破壞了牛頓經典物理學的基礎，因為牛頓經典物理學的基礎是建立在絕對運動和絕對時間的概念之上的。

對于大多數(shù)人來說，狹義相對論是一種難懂的理論和想法，它預見了當物體的運動速度接近光速時將發(fā)生的現(xiàn)象：即時間變慢和物體變?。寸娐?、尺縮）。這些預見在實驗中已得到了證實。

自狹義相對論的誕生之日起，牛頓定律就開始成了一個有限定律，它僅研究那些速度遠遠小于光速的物體的運動。

愛因斯坦在1905年創(chuàng)立的相對論適用于特定的條件，在慣性系中，并且在不存在引力的情況下，因此被稱為狹義相對論。

在伯爾尼，愛因斯坦研究了光速和以太的問題，他終于得出了結論：不存在以太，光速是不變的。

愛因斯坦認為，不論觀察者的運動速度和位置如何，光速在真空中是不變的，是常量，即兩個運動方向相反、時速為光速的火車，其相對速度仍為光速；兩個以光速同向運動的物體，其相對速度亦為光速。

光速不變原理是相對論的基石之一，愛因斯坦關于光速不變的論斷被稱為愛因斯坦光速不變原理。愛因斯坦由此斷言：因為光線的速率不變，所以，物體在接近光速時長度會變短，時間也會變慢。

美國物理學家邁克爾遜和莫雷的實驗也表明不存在以太，光速是恒定不變的，而且光速是物質運動和傳播的最大速度。

光是什么？這是一個從牛頓時代起就一直爭論的問題。牛頓認為光照射在鏡面上會反光，那么光是粒子或粒子流。但牛頓的微粒說無法解釋兩束光交叉時為何不會碰撞的問題。

幾乎和牛頓同時代的荷蘭物理學家惠更斯則認為光是一種波。此后，光的微粒說和波動說爭論了有100多年。起初，由于牛頓崇高的威望，微粒說占上風。直到1801年，美國人托馬斯·楊的實驗，才使波動說占了上風。愛因斯坦認為光具有波、粒兩種特性，其本性有時表現(xiàn)為粒子，有時表現(xiàn)為波。

愛因斯坦對于光的認識反映在他1905年的論文《有關光的產生和轉化的一個試探性觀點》中。這篇論文主要解釋了光電效應，愛因斯坦也因此而獲得1921年諾貝爾物理學獎。

1916年，愛因斯坦發(fā)表的《關于輻射的量子理論》，又提出了能態(tài)之間躍近的新認識，它導致了激光的問世。激光是20世紀人類最偉大的發(fā)明之一，現(xiàn)在已在成千上萬個領域獲得應用，將來它的用途會更加廣泛。