愛因斯坦建立了兩個相對論理論；廣義和狹義。
兩者都涉及時間和空間，有運動和速度的狹義相對論，有時空和引力的廣義相對論。這裡我們將重點討論狹義相對論。這篇文章不會解釋質能方程。
愛因斯坦從兩個公理開始。
第一條公理：絕對運動不能被證明。
絕對運動是指一個物體可以說是在沒有任何參照系的情況下運動。
例如，如果你自己漂浮在一個沒有人也沒有其他東西的永無止境的空白中；沒有角落或其他任何因素，如果你試圖移動，你無法確定你是否移動，因為你沒有什麼可以參考。如果你在地板上行走，地板就是一個參照系，但這不是絕對運動，因為你在相對地板而運動。
只能說一個物體相對於另一個物體在運動。現在我正坐在辦公桌前，一輛車從外面開過。是車相對於我移動還是我相對於它移動？因為我坐在一個有桌子、椅子和燈的房間裡，和我一樣靜止不動，汽車以同樣的速度遠離我們，所以可以說，汽車是相對於我移動的，而不是我相對於汽車移動的。
如果車停了，我們倆都不動了嗎？我們都是靜止的，但相對於彼此，我們是靜止的。我們都坐在地球上，地球以每秒幾十公里的速度在太空中移動。可以說是地球相對於太陽移動，所以即使自己和車都不是彼此相對移動，我們在地球上相對於太陽在移動。
愛因斯坦的第一個公理表明所有運動都是相對的。
第二個公理：光速是恆定的。
引申式：光速在真空中是恆定的，並且對於宇宙中所有的觀察者都是一樣的，不管觀察者或光源的運動速度是多少。
說光速是恆定的一開始聽起來沒什麼了不起的。它只是說光總是以相同的速度傳播。一旦我們開始思考這意味著什麼，一些不可思議的後果就會出現。
光速是每秒299,792,458米。為了方便起見，我們把它近似為300000km / s。
這是不可思議的，如果你能以光速飛行，你可以在一秒鐘內環繞地球7圈多一點。你可以在1.3秒內到達月球，3分鐘內到達火星，8.20分鐘內到達太陽。
光速既不加速也不減速。它總是以一種被稱為“C”的恆定速度運行，或者被稱為宇宙速度極限。對於所有的觀察者來說，光速必須保持恆定。光的速度對所有觀察者都是一樣的，不管觀察者的速度有多快，也就是說，如果你站著不動，光就會以30萬公里/秒的速度遠離你。
也就是說，如果你以每小時100公里的速度行駛，光仍然以每秒30萬公里的速度遠離你。更進一步，如果你以290000公里/秒的速度飛行，光仍然會以300000公里/秒的速度遠離你。
但這是怎麼回事呢？如果你以95%的光速飛行，它怎麼還能以30萬公里每秒的速度遠離你呢？如果你在追逐一個光的粒子，並且以290000公里/秒的速度前進，它難道不是以每秒1萬公里的速度遠離你？它仍然以30萬公里/秒的速度遠離你！!
這怎麼可能？
速度
我們用距離除以時間來測量速度。如果你走了120公里，花了2小時，你就以每小時60公里的速度行駛。
我們可以做一個簡單的思想實驗來證明速度是一個概念和光速的恆定。
想象兩個鏡子正對著彼此，一個在上面，一個在下面。現在想象一個光粒子從一面鏡子傳播到另一面鏡子。我們稱這種粒子為“光子”。鏡子會反射光線，所以光子會在它們之間來回反射。
現在我們來測量一下。實際的測量單位不重要，假設鏡子之間有1米的距離。光子離開一面鏡子到達另一面鏡子時移動了1米。
我們還需要加上一個時間單位。想象一下上面的時鐘測量光子傳播1米所需的時間。假設光從一面鏡子傳播到另一面鏡子需要一個時鐘週期。所以我們的光束在1個週期的時間內移動了1米。這很簡單！
記住，光速是恆定的，它既不加速也不減速，它總是以相同的速度傳播。
如果我們讓光束保持原樣，光子就會永遠在兩個鏡子之間跳來跳去，就像（上圖）那樣。現在我們為鏡子添加一些位置，我們將定義三個點：A、B和C。
想象一下，當光子離開底部的鏡子時，頂部的鏡子從A點移動到B點。光束離開A點的底部，到達頂部的鏡子，當它移動到B點時。
現在，[底部- a到頂部- b]之間的距離顯然比[底部- a到頂部- a]之間的距離要長。這也很好理解。
我們說過頂部和底部之間的距離是1m，花費了1個週期的時間。我們可以看到(底部a到頂部b)的距離是1.5米（下圖）。
所以光束經過了更長的距離因此到達那裡需要更多的時間，對吧?
不是這樣的！
這裡我們必須記住光速是恆定的。即使旅行的距離變長了。它所花的時間必須是1秒。
記住，速度=距離/時間。我們可以把它變成距離=速度x時間或者時間=距離/速度。速度不能改變，所以我們必須改變其他的東西，因為速度必須保持不變，時間和距離必須改變。
愛因斯坦發現，就像運動一樣，時間也不是一個絕對的概念。時間是可塑的，從技術上講，每個人都有自己的衡量標準。重力影響著時間移動的快慢，因為你腳上的重力比你頭上的重力略大(因為你的腳離地心更近)，所以你腳上的時間比你腦袋上的時間移動得慢一點。雖然它是可以忽略不計的。
這種時間拉伸的效應被稱為時間膨脹，這正是光子在我們的光時鐘中所發生的。光速必須保持恆定，即使它走得更遠，它也不能再花更多的時間(它仍然只需要1個週期)，所以時間會延長來補償。
乍一看，這個概念似乎令人費解(它確實讓我感到困惑)，但它與迄今為止的所有實驗都是一致的。根據愛因斯坦的狹義相對論，物體運動得越快，時間就運動得越慢。
這意味著，如果你運動得越快，你變老的速度就越慢，但是人類的移動速度還遠遠不夠快，時間膨脹根本不會產生任何顯著的影響。
質能方程的簡單介紹
理解相對運動的含義和光的速度的恆定性為理解世界上最著名的方程奠定了基礎，但我不能在這裡深入討論它，因為它仍然需要解釋幾個概念才能完全理解。
只是簡單地說質能方程E = mc^2描述靜止質量的能量。E是能量，m是質量，c是光速。愛因斯坦發現質量和能量是成比例的，所有的質量都有能量鎖在裡面。
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