相对论是一种哲学思想，认为一切都是相对的。
比如没有高就没有矮，没有长就无所谓短、没有大也玩所谓小，没有快也无所谓慢。
相对论物理学（通常被简称为相对论）是相对论的哲学思想在物理学中的具体应用。
物理学中有一个非常重要的概念——速度。速度是什么呢？物理中的定义很明确，两点间的距离变化快慢的物理量。
显然提到速度必须联想到是两个物体，只有一个物体（质点）不存在速度的问题。
在物理学发展初期，人们并没有意识到光的速度是有限的，一直默认光速是无限大的。直到望远镜的发明，使人们开始热衷于对遥远天体的精确测量时才发现，理论上运行周期应该不变的木星卫星和署期却会变化，与地球和木星的距离有关，这使科学家意识到光可能是有速度的。同时也意识到了光速会对测量造成误差。因此人们产生了测量绝对速度的想法。
绝对速度就是相对于宇宙中绝对静止的以太的速度。麦克尔逊－莫雷实验就是最著名的一个实验，这个实验目的是测量地球在以太中的绝对速度。预计实验要经历半年至一年时间，以测量地球在太阳周围不同位置时的速度。但是实验仅几天就结束了，因为以现根本测量不到以太的存在，光相对任何方向运动的物体的速度都是相同的。
这一实验不是一个简单的失败，而是对物理学来说的一个致命的打击。因为自从物理学发展以来人们认定的速度叠加原理竟然是错误的。速度不能叠加。
这导致了一切建立在这一基础上的物理定律和理论全部是错误的，物理学大厦突然变得遥遥欲坠。
在这种情况下，爱因斯坦认真总结了前人的各种实验和理论，产生了抛弃绝对速度的想法，提出了相对性原理的物理学框架，创立了相对论物理学。
相对论物理学重新确立了经典物理学在低速度下的正确性和权威性，扶大厦于将倾，并在经典物理学基础上引入了相对论的哲学思想，将经典物理学理论推广到高速度、大空间的应用领域。
这就是相对论物理学，简称 相对论。（问题回答到此，以下内容可以不看，除非有兴趣。）
相对论中抛弃是绝对性观念，这就是现在很多人感觉无法理解的重要原因。很多人无法完全抛弃绝对性的观念，依然站在绝对观念（甚至是地心说观念）上来解释相对论，使得相对论理论出现了各种各样的所谓的悖论，有的人以这些悖论来驳斥相对论，有的人却把这些悖论当作相对论的结论。
其实只要彻底抛弃绝对性观念，放弃地心说，站在相对性的观念上看问题，这些悖论根本就不存在。
还要从速度说起：
为什么速度不能叠加呢？也就是说，绝对的速度叠加原理是错的？
我们知道，速度是两个物体相对距离变化快慢的物理量，那么单独一个物体就不存在速度的问题。假设宇宙中只有一个物体存在（我们要把理论上的质点当作物体），那么这个物体显然不存在速度。因为没有第二个物体的存在，没有参照物，更不存在距离的变化问题。
但是，光与这个物体是有相对速度的。并且光相对于这个物体的速度是各向同性质，同速度的。
假如宇宙中不是只有这个物体，而是只有另一个物体，那个物体显然和这个物体是一样的，没有速度的概念，只知道光相对它是各向同性的，速度恒定的。
假如这两个物体都存在，其实也都可以当对方不存在，各自测量的光速依然不变，与另一物体是否存在无关。
然而两个物体同时存在就有了两个物体之间也具有上对速度的问题。注意，两个物体之间的相对速度与各自相对光的速度没关系。因为可以当作另一物体不存在。
就好像我们在火车上做什么运动，车窗外有没有人观看，对我们没任何影响一样。窗外有人在做什么运动也与我们无关。
两个物体之间在的速度只是两个物体之间的位置关系，与有没有其他观察者无关。
对于光来说，每一个物体相对光的速度只是它和光之间的关系，与其他物体是否存在无关，与其他物体的速度也无关。因此，三个物体之间的速度没有必然的叠加关系。任何两个物体都可以无视第三物体的存在和运动方式而独立的确定互相的相对速度关系。
但是这不代表不能以某种方式间接的得到另外两个物体之间的速度关系。
上图中A是相对O以v速匀速直线运动的惯性系。B是A系统上的一点。
在A与O重合时，一光子由A射向B。
前面说了，两个物体的相对关系与第三物体无关。A与O各自相对光的速度都是c。
在A看来，光子的路程是ct' ，在O看来，光子的路程是ct ，并且在t 时间内A 移动了vt 的距离。
三者的关系就是勾股定理：(ct')²＋(vt)²＝(ct)²，解出t' 得：t'＝t×√(1－v²/c²)。
其中的 √(1－v²/c²) 就是著名的洛伦兹变换因子（也称相对论因子）。这个因子的引入解决了两个物体相对速度很高时互相观测到的时间和长度的变换关系。
这就是狭义相对论的主要结论，相对高速运动的物体间，对方的时间比测量到的时间慢了。
然而要注意到一个重要的问题，如果时间很长，则在O上看到的光子速度不是匀速的，因此这个关系式仅仅是一个t→0的微分关系式。
事实上狭义相对论就是相对论的微份表达。上面的关系式推导是从物理意义上说的，实际上洛伦兹推导此关系式时是用微分方法推导的，里面的时间不是时长，而是时刻。
同时上面的图中也看得出来，无论v 是快是慢，对ct' 没任何影响，受影响的只是观测者的观测结果。是否有一个O系统在观测A上的事件，对A无影响。
广义相对论：广义相对论是相对论的积分表达。也是相对论的实际应用理论。广义相对论中的各种物理定律和结论，是由狭义相对论的微分结果积分得到的。
但是我们在这里受打字的影响和篇幅所限，不作详细推导和解释。仅从物理意义上作一些简单的解释。
1、引力场强度与加速度：
F＝ma 变换一下就得到了 a＝F/m，加速度等于引力场强度（即 单位质量所受的引力）。
加速度就是引力场强度的值。
2、质能公式：
F＝ma，力×距离是功，功就是能量转化数量。所以E＝FS＝maS＝mv² 。
单独一个物体不存在速度，这里的v是相对任何质点都不变的恒定速度，那就是光速。所以质能公式就是：E＝mc² 。
3、时间公式：
速度＝加速度×时间，所以得到：t＝v/a，单独一个物体不存在速度，这里的速度同样是相对任何物体都不变的光速，所以时间公式就是：t＝c/a，由1、知道，加速度就是引力场强度值，所以时间与引力场强度成反比，引力强度越大，时间越慢。
4、视在质量变大
由于E＝mc²，当物体运动速度（相对观察者）高速运动时，所有的能量都体现为质量的增量，所以高还运动的物体视在（即看表现出来的）质量会增加。质量增加部份与相对速度有关，如果与高速运动的物体以相同速度运动，则看到的质量不变。
5、虫洞的存在可能性
人们把引力场强度为0的地方称作虫洞。
根据时间公式：t＝c/a，虫洞处引力场强度为0，则时间无穷快。在虫洞处看其他地方的时间是静止的。
6、奇点的可能性：
人们把宇宙中引力场强度为∞的地方称作奇点。
根据时间公式：t＝c/a，当引力场为无穷的时候，时间静止，在奇点处看其他地方的时间无穷快。
7、红移现象：
当光从强引力场进入弱引力场的时候，由于时间变快，光速不变，则路程变长，波长延长，光会产生红移现象。
什么是相对论？
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狭义相对论
绝对时空观
伽利略的相对性原理指出，在一切惯性系中，力学规律是相同的。经典的时空观指出，在不同的惯性系之间，时空坐标的变换遵循伽利略变换。
所谓时空观，即是有关时间和空间的物理性质的认识。伽利略变换是力学相对论原理的数学描述。它集中反映了经典力学的绝对时空观。
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牛顿绝对时空观公式及假设图
1．时间间隔与惯性系的选择无关，
若有两事件先后发生，在两个不同的惯性系中的观测者测得的时间间隔相同。
2．空间间隔也与惯性系的选择无关，
空间任意两点之间的距离与惯性系的选择无关。
我们可以看出，在经典力学中，物体的坐标和速度是相对的，同一地点也是相对的。但时间、长度和质量这三个物理量是绝对的，同时性也是绝对的。这就是经典力学的绝对时空观。
以太说与麦克尔逊-莫雷实验的困难
19 世纪流行着一种“以太”学说, 它是随着光的波动理论发展起来的。那时,由于对光的本性知之甚少, 人们套用机械波的概念, 想像必然有一种能够传播光波的弹性物质, 它的名字叫“以太”。许多物理学家们相信“以太”的存在, 把这种无处不在的“以太”看作绝对惯性系, 用实验去验证“以太”的存在就成为许多科学家追求的目标。
当时认为光的传播介质是“以太”。由此产生了一个新的问题：地球以每秒30公里的速度绕太阳运动，就必须会遇到每秒30公里的“以太风”迎面吹来，同时，它也必须对光的传播产生影响。这个问题的产生，引起人们去探讨“以太风”存在与否。如果存在以太，则当地球穿过以太绕太阳公转时，在地球通过以太运动的方向测量的光速（当我们对光源运动时）应该大于在与运动垂直方向测量的光速（当我们不对光源运动时）。
1887年，阿尔贝特·迈克尔逊（后来成为美国第一个物理诺贝尔奖获得者）和爱德华·莫雷在克里夫兰的卡思应用科学学校进行了非常仔细的实验。目的是测量地球在以太中的速度(即以太风的速度)。
如果以太存在，且光速在以太中的传播服从伽利略速度叠加原理：
假设以太相对于太阳静止，实验坐标系相对于以太以公转轨道速度u沿光线2的方向传播，
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迈克尔逊 莫雷 的实验示意图
由于光在不同的方向相对地球的速度不同，达到眼睛的光程差不同，产生干涉条纹。从镜子M反射，光线1的传播方向在MA方向上，光的绝对传播速度为c，地球相对以太的速度为υ，光线1完成来回路程的时间为2d/C，光线2在到达M2和从M2返回的传播速度为不同的，分别为C+υ和C－υ，完成往返路程所需时间为：d/(C+u)+d/(C-u).光线2和光线1到达眼睛的光程差为：c[d/(C+u)+d/(C-u)-2d/C]=2du^2/(
你有没有幻想过，自己经历小说或者电视剧中的穿越情节？但是在这成真之前，或许你应该了解一下，关于时空和引力的基本理论相对论。