“相對論”是著名物理學家愛因斯坦一手建立的，二十世紀最偉大的物理學理論。據說當時全世界只有兩個半人可以看懂。即使現代，多數物理學者只掌握了它的運用方法，對其本質的含義一知半解。
相對論的建立
1905年以前已經發現一些電磁現象與經典物理概念相“牴觸”：
①邁克耳孫－莫雷實驗沒有觀測到地球相對於以太的運動，同經典物理學理論的“絕對時空”和“以太”概念產生矛盾。
②運動物體的電磁感應現象表現出相對性——是磁體運動還是導體運動其效果一樣。
③電子的電荷與慣性質量之比（荷質比）隨電子運動速度的增加而減小。此外，電磁規律（麥克斯韋方程組）在伽利略變換下不是不變的，即是說電磁定律不滿足牛頓力學中的伽利略相對性原理。
通過深入思考，愛因斯坦發現問題的關鍵是同時性的定義，他指出同時性概念沒有絕對的意義。
狹義相對論提出的兩個基本假設：
1）狹義相對性原理。一切物理定律（除引力外的力學定律、電磁學定律以及其他相互作用的動力學定律）在所有慣性系中均有效；或者說，一切物理定律（除引力外）的方程式在洛倫茲變換下保持形式不變。不同時間進行的實驗給出了同樣的物理定律，這正是相對性原理的實驗基礎。
2）光速不變原理。光在真空中總是以確定的速度c傳播，速度的大小同光源的運動狀態無關。在真空中的各個方向上，光信號傳播速度（即單向光速）的大小均相同（即光速各向同性）；光速同光源的運動狀態和觀察者所處的慣性系無關。這個原理同經典力學不相容。有了這個原理，才能夠準確地定義不同地點的同時性。
同時性的相對性
如果在某個慣性系中看來，不同空間點發生的兩個物理事件是同時的，那麼在相對於這一慣性系運動的其他慣性系中看來就不再是同時的（時間是一個座標數據，某個座標系中“時間維座標”相同的兩個不同位置的點，在另一個座標系“時間維座標”不同是很正常的）。所以，在狹義相對論中，同時性的概念不再有絕對意義（座標數據是沒有絕對的，相同的一個點在不同的座標系中4個座標數據完全可不相同），它同慣性系有關，只有相對意義。但是，對於同一空間點上發生的兩個事件，同時性仍有絕對意義（3維空間座標相同的兩個不同時空點，仍然是兩個不同的時點；但是狹義相對論規定這兩個不同時空點的時間維距離是等效的，規定是有絕對意義的）。
狹義相對論得出的結論：以不同速度運動的物體各自擁有自己的時間。
狹義相對論推導出的神奇現象：
1）鐘慢效應（時間膨脹）。狹義相對論預言（數學假設、數學邏輯推理），運動時鐘的“指針”行走的速率比時鐘靜止時的速率慢，這就是時鐘變慢或時間膨脹效應。
2）縮尺效應（長度收縮）。洛倫茲變換率假設，考慮放在K'系x'軸上的一根長杆，其長度稱為固有長度l0≡x′。但在K系看來，這根杆子是運動的，運動杆子的長度定義為同時（即時間間隔t=0）測量桿子的兩端所獲得的空間座標間隔。此時，洛倫茲變換給出：l≡x，運動杆子的長度變短了(l 相對論本質的科學解釋 1、時間的本質。 一直以來，物理學家沒有對時間概念做出最合理的解釋。從而導致物理學中出現許多悖論。如，時間旅行。 時間是物理學對事物變化過程的描述，本質是對事物變化現象的刻畫。實際上時間並不存在，宇宙中只存在變化著的事物。 物理公式中S（距離）=v（速度）*t（時間），說明時間t是一個可變量，其大小是由速度v與距離s共同決定的。時間的相對性也是由此產生的。 現實中（宏觀宇宙），我們通常認為距離是固定不變的，時間只隨速度大小改變；然而，廣義相對論指出我們的宇宙時空（微觀時空）時刻處於彎曲變化之中，空間任何兩點之間的距離都是不確定的。所以，時間也是相對的，它由變化的空間與速度關係共同決定。
時間的本質：反映事物變化快慢的物理量。
2、距離的本質。
在宇宙空間中，距離是兩點之間的位置。影響距離的因素是空間的幾何結構，比如，相同的兩點在平直空間和彎曲空間中的距離長度是不同的。距離本質是空間幾何的一種表現形式。
在平直空間（歐幾里得幾何）裡，兩點之間的距離是固定不變的；在彎曲空間（黎曼幾何）裡，兩點之間的距離隨空間的變化時刻改變，由空間幾何關係確定。
距離的本質：反映空間中兩點之間幾何關係的物理量。
3、速度的本質。
速度是能量的一種表現形式，速度大小對應能量大小（動能、動量）。質能方程式給出了質量和能量的轉化關係。廣義相對論指出質量（能量）對時空產生彎曲作用。因此，在空間中運動的物體都會對空間幾何產生影響，其作用效果的大小由速度和質量共同決定。
宏觀物體的速度只能藉助能量提高，加速宏觀物體需要消耗能量，所以，宏觀物體的運動速度低於光速。宏觀物體處於低速運動狀態，其對空間幾何的影響更多由質量一方面體現（宏觀物體對空間彎曲作用是通過質量實現的，質量對空間彎曲本質是引力效果。）。所以，宏觀物體運動忽略了低速運動對空間幾何的影響（速度—光速運動，對空間彎曲是藉助能量實現的，能量對空間彎曲本質是時空幾何特性）。低速運動忽略了相對論效應。
微觀粒子的速度是場能激發的形式，能量激發帶動空間幾何的變化（時空是糾纏在一起的整體），能量在彎曲空間中的傳遞過程表現為速度。宏觀宇宙空間表現為平直、穩定狀態（假設空間是由眾多“微粒”構成，宏觀空間的平直現象是微粒均勻分佈的結果），而微觀幾何空間時刻處於能量漲落和彎曲變化狀態（當發生能量漲落時，能量會導致“微粒”之間發生凝聚，使得空間彎曲，兩點之間的距離拉近）。比如光子。當空間某一處激發出光子，該處的能量場就會產生能量“波動”，“波動”會造成周圍能量勢的變化，引起周圍微觀幾何空間的改變，能量以“波動”的形式被傳遞（激發出光子）。光子的傳播速度實際上是微觀空間幾何的彎曲變化現象（能量在彎曲空間的傳播過程，能量導致空間幾何發生改變）。因此，光子並非沿著直線傳播，在微觀幾何角度光子是在彎曲空間上行走的。光子沿著彎曲空間行走，空間彎曲與速度（能量）有關，同時對距離產生影響，距離又影響時間的計算。所以，高速微觀粒子會出現相對論效應（空間彎曲使得兩點距離減少，彷彿時間變短）。
彎曲空間的兩種方式：質量（宏觀大質量物體或高速運動的物體）——引力彎曲空間；能量（微觀高速粒子或能量場）——時空特性彎曲空間。
速度本質：反映運動量大小的物理量。
相對論最科學的詮釋：物體的速度對應它的質量和能量，速度會對時空幾何產生不同的影響（宏觀物體的速度以“運動質量”的引力作用對空間產生彎曲作用；微觀粒子的速度以“能量勢”的時空幾何特性對空間產生彎曲效果），速度間接導致兩點之間的距離發生改變，從而引起時間的差異。所以，以不同速度運動的物體會有不同的時間。
結論：
1、“速度”引起“空間幾何”（距離）變化是相對論效應的根本解釋。
1）宏觀低速運動物體（速度對空間的影響只能通過引力實現），因“速度”產生的“運動質量”太小，對“空間幾何”幾乎沒有彎曲效果。所以，宏觀低速運動的相對論效應可以忽略不計。
預言1：大質量物體（如黑洞、星系）低速運動，同樣會出現相對論效應（質量越大、時間越慢，即黑洞質量越大，運動時間變慢）。因為大質量物體會導致空間彎曲，這樣的運動同樣會出現時間與速度的相對性。
預言2：把小質量物體加速到接近光速時，能夠檢測到“速度”對空間的彎曲效應（速度提高增加了物體的質量）。
2）微觀高速運動粒子（速度對空間的影響是通過“能量勢”對時空幾何作用實現的），微觀高速運動粒子的速度是能量傳遞的形式（速度本質由能量產生），本質是空間幾何的一種表現（速度的傳播是由空間幾何決定）。微觀能量漲落必然引起空間幾何結構的變化，所以，微觀粒子是藉助空間彎曲運動的。
猜想一：以“光速”運動的粒子，本質是彎曲空間的運動形式。即光沿著彎曲空間運動（在普朗克空間尺度）。微觀高速粒子並非直線傳播而是以微觀“彎曲幾何”的方式運動。光速運動的物體比低速運動的物體行駛了更短的距離。
猜想二：微觀尺度時空是離散、彎曲的（微觀空間時刻處於扭曲變化的狀態）。
2、相對論中時間描述的是動態時空中，速度與距離的對應變化關係。
1）時間並不存在。相對論只刻畫了“距離”與“速度”之間的對應變化關係或者事物前後變化過程的作用時間。現實中不存在脫離事物及變化過程的獨立“時間”概念。
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