일찍이 열여섯 살 때 아인슈타인은 책에서 빛이 빠른 속도로 전진하는 전자파라는 것을 알게 되었는데, 그는 한 사람이 빛의 속도로 움직이면 어떤 세계 광경을 보게 될 것인지에 대한 생각을 하게 되었다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 독서명언) 그는 앞으로 나아가는 빛을 볼 수 없고, 공간에서 진동하지만 정체되어 있는 전자기장만 볼 수 있을 것이다. 이런 일이 일어날 수 있을까?

이와 관련해 그는 광파와 관련된 이른바 에테르의 문제를 탐구하고 싶어 한다. 에테르라는 명사는 그리스에서 유래한 것으로, 하늘 물체를 구성하는 기본 원소를 대표한다 .17 세기에 데카르트는 처음으로 그것을 과학에 도입하여 빛을 전파하는 매체로 삼았다. 그 후 호이겐스는 광파를 적재하는 매체가 에테르라는 이더넷 학설을 더 발전시켰다. 진공을 포함한 모든 공간으로 가득 채워야 합니다. 뉴턴은 빛의 입자설을 제기했다. 뉴턴은 발광체가 직선으로 움직이는 입자 흐름을 방출한다고 생각했고, 입자 흐름이 망막에 부딪히면 시각을 불러일으켰다. 18 세기 뉴턴의 입자설이 우세했지만, 19 세기에는 파동설이 절대적인 우세를 차지했고, 에테르의 학설도 크게 발전했다. 당시 견해는 파동의 전파가 매체에 의존해야 한다는 것이다. 왜냐하면 빛이 있을 수 있기 때문이다. 광에테르라고도 합니다. 이와 동시에 전자기학은 왕성하게 발전하여 맥스웰 헤르츠 등의 노력을 거쳐 성숙한 전자기 현상의 역학 이론인 전기역학을 형성하였으며, 이론과 실천에서 빛과 전자기 현상을 통일하여 빛이 일정한 주파수 범위 내의 전자파라고 생각하여 빛의 파동 이론을 전자기 이론과 통일하였다. 에테르는 광파의 운반체일 뿐만 아니라

하지만 전기역학은 뉴턴 역학이 따르는 상대성의 원리와 일치하지 않는 중대한 문제에 봉착했다. 상대성의 원리에 대한 사상은 갈릴레오와 뉴턴 시대에 이미 있었다. 전자기학의 발전도 처음에 뉴턴 역학의 틀에 포함됐지만 움직이는 물체의 전자기 과정을 설명할 때 어려움을 겪었다. 맥스웰 이론에 따르면 진공에서 전자파의 속도, 즉 빛의 속도는 일정하다 예를 들어, 두 대의 자동차가 있는데, 하나는 너에게 접근하고, 한 대는 떠난다. 너는 이전 차의 불빛이 너에게 접근하는 것을 보고, 다음 차의 불빛은 멀리 떨어져 있다. 맥스웰의 이론에 따르면, 이 두 빛의 속도는 동일하며, 차의 속도는 그 안에서 작동하지 않는다. 하지만 갈릴레오 이론에 따르면, 이 두 항목의 측정 결과는 다르다. 너에게 오는 차는 빛을 가속시킬 것이다 차를 떠나는 광속은 비교적 느리다. 뒷차의 광속 = 광속-차속도 때문이다. 맥스웰과 갈릴레오의 속도에 대한 견해는 명백히 어긋난다. 우리는 이 불일치를 어떻게 해결할 수 있습니까?

19 세기 이론물리학은 절정에 이르렀지만, 그중에서도 거대한 위기를 내포하고 있다. 해왕성의 발견은 뉴턴 역학의 비길 데 없는 이론적 위력을 보여 주고, 전자기학과 역학의 통일은 물리학을 하나의 형식상 온전하게 보여 주며,' 장엄하고 웅장한 건축체계와 심금을 울리는 아름다운 절당' 으로 불린다. 사람들의 마음 속에 고전물리학은 이미 완벽에 가까운 수준에 이르렀다. 독일의 저명한 물리학자 플랑크는 젊었을 때 그의 선생님에게 이론물리학에 헌신할 것이라고 말했고, 선생님은 그에게 "젊은이, 물리학은 이미 완성한 과학이다. 더 이상 크게 발전하지 않을 것이다. 평생을 이 학과에 바칠 것은 너무 아쉽다" 고 조언했다.

아인슈타인은 새로운 물리학 빌딩을 건설할 사람인 것 같다. 베른 특허국 시절 아인슈타인은 물리학계의 최전선 역학에 대해 광범위하게 관심을 갖고 많은 문제에 대해 깊이 생각하고 자신의 독특한 견해를 형성했다. 10 년간의 탐사 과정에서 아인슈타인은 맥스웰 전자기 이론, 특히 헤르츠와 로렌츠를 거쳐 개발되고 정교해진 전기역학을 진지하게 연구했다. 아인슈타인은 전자기 이론이 완전히 정확하다고 굳게 믿었지만

한 가지 문제가 그를 불안하게 했다. 이것이 바로 절대참조계 에테르의 존재이다. 그는 많은 저서를 읽고 모든 사람들이 에테르의 존재 실험이 실패했다는 것을 증명하려고 시도했다. 아인슈타인이 발견한 결과, 절대 참조계와 전자기장으로서의 하중을 제외하고는 에테르는 로렌츠 이론에서 이미 실제적인 의미가 없었다. 그래서 그는 "그리고 절대 참조체계가 필요한가?" 라고 생각했다. 전자기장에 반드시 하중물이 있어야 합니까?

아인슈타인은 철학 저작을 읽고 철학에서 사상 영양을 흡수하는 것을 좋아한다. 그는 세계의 통일성과 논리의 일관성을 믿는다. 상대성의 원리는 이미 역학에서 광범위하게 증명되었지만, 전기역학에서는 성립할 수 없다. 물리학의 두 이론 체계가 논리적으로 일치하지 않는 것에 대해 아인슈타인은 의문을 제기했다. 그는 상대성 이론의 원리가 보편적으로 성립되어야 한다고 생각하기 때문에 전자기 이론은 각 관성계에 대해 같은 형식을 가져야 한다고 생각한다. 하지만 여기에 광속 문제가 발생했다. 광속이 변하지 않는 양인지 가변적인 양인지 상대성의 원리가 보편적으로 성립되는지의 첫 번째 문제가 되었다. 당시 물리학자들은 일반적으로 에테르를 믿었는데, 즉 절대 참고체계가 존재한다고 믿었는데, 이는 뉴턴의 절대 공간 개념의 영향을 받았다 .19 세기 말 마하는 저서' 발전중인 역학' 에서 뉴턴의 절대 시공관을 비판했다 이는 아인슈타인에게 깊은 인상을 남겼다. 1905 년 5 월 어느 날 아인슈타인은 한 친구 베소와 10 년 동안 탐구해 온 이 문제에 대해 토론했고, 베소는 마하주의의 관점에 따라 자신의 견해를 천명했고, 두 사람은 오랫동안 토론했다. 갑자기 아인슈타인은 무언가를 깨닫고 집에 돌아와 반복적으로 생각하고 마침내 문제를 이해하고 싶었다. 다음날 그는 또 베소의 집에 왔다 내 문제가 해결되었다. 원래 아인슈타인은 한 가지를 분명히 생각했다. 시간은 절대적인 정의가 없고, 시간은 광신호의 속도와 불가분의 관계가 있다. 그는 자물쇠를 여는 열쇠를 찾았고, 5 주간의 노력 끝에 아인슈타인은 특수 상대성 이론을 사람들 앞에 내세웠다.

1905 년 6 월 30 일, 독일' 물리학 연감' 은 아인슈타인의 논문' 운동체의 전기역학' 을 받아 같은 해 9 월 이 잡지에 게재했다. 이 논문은 협의상대성론에 관한 첫 번째 문장, 협의상대성론의 기본 사상과 기본 내용을 담고 있다. 협의상대성론은 상대성의 원리와 광속불변의 원리라는 두 가지 원리를 근거로 한다. 아인슈타인이 해결하다 그는 상대성의 원리를 굳게 믿는다. 갈릴레오는 처음에 상대성의 원리를 천명했지만, 그는 시간과 공간에 대해 명확한 정의를 내리지 않았다. 뉴턴은 역학체계를 수립할 때도 상대사상을 말했지만, 절대 공간, 절대 시간, 절대 운동을 정의했는데, 이 문제에서 그는 모순적이다. 아인슈타인은 상대성의 원리를 크게 발전시켰고, 그의 생각에는 절대 정지의 공간이 전혀 없었다. 모든 시간과 공간은 움직이는 물체와 연결되어 있다. 어떤 참조 체계와 좌표계에도 이 참조 체계와 좌표계에 속하는 공간과 시간밖에 없다. 모든 관성계에 대해 이 참조 체계를 사용하는 공간과 시간으로 표현된 물리적 법칙은 같은 형태입니다. 이것이 상대성의 원리입니다. 엄밀히 말하면 좁은 상대성의 원리입니다. 이 문장 안에서는 아인슈타인은 빛의 속도를 기본 원리로 바꾸지 않는 근거에 대해 많이 논의하지 않았다. 그는 빛의 속도가 변하지 않는 것은 과감한 가설이라고 제안했다. 전자기 이론과 상대성의 원리에 대한 요구에서 제기된 것이다. 이 문장 은 아인슈타인이 여러 해 동안 에테르와 전기역학 문제를 생각해 온 결과였다. 그는 동시상대성이라는 점에서 돌파구로 새로운 시간과 공간 이론을 세우고, 새로운 시공간 이론을 바탕으로 움직이는 전기역학을 완전한 형태로, 에테르는 더 이상 존재하지 않는다

동시성의 상대성이란 무엇입니까? 서로 다른 곳의 두 사건은 우리가 어떻게 그것이 동시에 발생했다는 것을 알 수 있습니까? 일반적으로, 우리는 신호를 통해 확인할 것이다. 오프사이트 사건의 동시성을 알기 위해서는 신호의 전송 속도를 알아야 하는데, 어떻게 이런 속도를 내지 못할까? 우리는 두 곳의 공간 거리와 신호를 전달하는 데 필요한 시간을 측정해야 한다. 공간 거리 측정은 매우 간단하다. 문제는 시간을 측정하는 데 있다. 우리는 반드시 두 곳에 각각 이미 잘 맞는 시계가 있다고 가정해야 한다. 두 시계의 판독에서 신호가 전파되는 것을 알 수 있다

시간. 하지만 다른 곳의 시계가 맞는지 어떻게 알 수 있을까요? 대답은 또 하나의 신호가 필요하다는 것이다. 이 신호가 시계를 잘 맞출 수 있을까? 만약 이전의 사고방식에 따르면, 그것은 또 하나의 새로운 신호가 필요하다. 이렇게 무궁무진하게 후퇴하고, 외지의 동시성은 실제로 확인할 수 없다. 하지만 한 가지는 명확하며, 동시성은 반드시 하나의 신호와 연결되어야 한다. 그렇지 않으면 우리는 이 두 가지 일이 동시에 발생하는 것은 무의미하다고 말한다.

광신호는 시계에 가장 적합한 신호일 수도 있지만 광속은 무한대가 아니다. 이렇게 하면 신기한 결론을 내리게 된다. 정지된 관찰자에 대한 동시에 두 가지 일을 동시에 하는 관찰자에 대한 것은 동시가 아니다. 우리는 고속운행을 하는 열차를 상상한다. 그 속도는 광속에 가깝다. 열차가 플랫폼을 통과할 때, 갑이 승강장에 서 있는데, 두 개의 번개가 갑의 눈앞에서 번쩍이고, 하나는 기차의 앞부분에서 번쩍이고, 하나는 기차의 앞부분에 있다. 그리고 기차의 양끝과 플랫폼의 해당 부위에 흔적을 남겼다. 측정을 통해 갑과 열차의 양단 사이의 간격이 같음을 측정하여 갑은 동시에 두 개의 번개를 보았다는 결론을 내렸다. 그래서 갑에게, 받은 두 개의 광신호는 같은 시간 간격 내에 같은 거리를 전달하고 동시에 그가 있는 곳에 도착하는데, 이 두 사건은 반드시 동시에 발생해야 한다. 하지만 열차 내부에서는 긍정적이다. 을은 고속운행열차와 함께 움직이기 때문에, 먼저 그를 향해 전파되는 프런트 엔드 신호를 차단한 다음 백엔드에서 오는 광신호를 받게 된다. 을에게 이 두 사건은 다르다. 즉 동시성은 절대적이지 않고 관찰자의 운동 상태에 달려 있다. 이 결론은 뉴턴 역학에서 기본이 되는 절대 시간과 절대 공간 틀을 부정한다. < /p

상대성론은 광속이 모든 관성 참고계에서 변하지 않고 물체 운동의 최대 속도라고 생각한다. 상대성론 효과로 인해 움직이는 물체의 길이가 짧아지고 움직이는 물체의 시간이 팽창한다. 하지만 일상생활에서 발생하는 문제로 인해 운동 속도는 매우 낮습니다 (광속에 비해). 상대성론 효과를 볼 수 없습니다.

아인슈타인은 시공관의 철저한 변혁을 바탕으로 상대성론역학을 건립하여 속도가 증가함에 따라 질량이 증가하고 속도가 광속에 가까워질 때 질량이 무한대가 되는 경향이 있다고 지적했다. 그는 또한 유명한 질능관계인 E=mc2, 질능관계는 나중에 발전하는 원자력사업에 지도적 역할을 했다.