1907年,愛因斯坦撰寫了關(guān)于狹義相對論的長篇文章《關(guān)于相對性原理和由此得出的結(jié)論》,在這篇文章中愛因斯坦第一次提到了等效原理,此后,愛因斯坦關(guān)于等效原理的思想又不斷發(fā)展.他以慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量成正比的自然規(guī)律作為等效原理的根據(jù),提出在無限小的體積中均勻的引力場完全可以代替加速運(yùn)動(dòng)的參照系.愛因斯坦并且提出了封閉箱的說法：在一封閉箱中的觀察者,不管用什么方法也無法確定他究竟是靜止于一個(gè)引力場中,還是處在沒有引力場卻在作加速運(yùn)動(dòng)的空間中,這是解釋等效原理最常用的說法,而慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量相等是等效原理一個(gè)自然的推論.狹義相對論為愛因斯坦所提出的理論,這個(gè)理論的發(fā)展不但顛覆了物理學(xué)的研究方式,并且對于絕對時(shí)間的概念造成沖擊.狹義相對論的大名,也許大家都聽過了,不過我想大多數(shù)的人,都只知道E=mc2這個(gè)質(zhì)能互變公式,而不知道狹義相對論的基本內(nèi)容,讓我們敘述一下狹義相對論的基本假設(shè)吧.狹義相對論包括的基本假設(shè)有兩個(gè) 第一個(gè)是"所有的物理定律,在各個(gè)不同的慣性座標(biāo)系中都相同." 這里所指的物理定律,是說物理定律的內(nèi)容,而不是物理定律所計(jì)算出的數(shù)值.第二個(gè)是"光速為恒定的" 也就是說,光速是一個(gè)常數(shù)(Constant).我想第一個(gè)定律并沒有創(chuàng)新的地方,因?yàn)樵诠诺涞馁だ赞D(zhuǎn)換中,大家都這樣假設(shè)著.而第二個(gè)假設(shè)的引入,也使得狹義相對論的座標(biāo)轉(zhuǎn)換- 羅倫茲轉(zhuǎn)換(Lorentz Transformation)與我們所熟悉的伽利略轉(zhuǎn)換不同.為什么愛因斯坦會(huì)提出"光速為恒定的"作為狹義相對論的基本假設(shè)呢?這個(gè)論點(diǎn),是為了解決馬克思威爾的電磁學(xué)方程式(Maxwell Equations)的問題.如果我們利用伽利略轉(zhuǎn)換,將馬克思威爾方程式從一個(gè)座標(biāo)系轉(zhuǎn)換到另一個(gè)座標(biāo)系中,那么我們會(huì)發(fā)現(xiàn)光速改變了.但是在許多光速的實(shí)驗(yàn)中證明,光速是恒定的,因此這代表馬克思威爾方程式,或是伽利略轉(zhuǎn)換這兩者之一,可能出了錯(cuò).這兩個(gè)方程式任何一者出了錯(cuò),對于物理界都是個(gè)大災(zāi)難,馬克思威爾方程式在許多實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)良好,不但預(yù)測了電磁波(光)的存在,而且對于電場磁場的描述也十分正確.而伽利略轉(zhuǎn)換則是一個(gè)再基本不過的東西,一旦這個(gè)轉(zhuǎn)換崩毀了,許多基礎(chǔ)都將動(dòng)搖.大家傷透了腦筋,直到愛因斯坦的出現(xiàn),解決了這個(gè)問題.愛因斯坦選擇將光速為恒定的引入狹義相對論,修正了伽利略轉(zhuǎn)換,也修正了牛頓力學(xué),一舉解決了這個(gè)難題,可說是一個(gè)大膽而劃世紀(jì)創(chuàng)舉.