1. 不跳出自己的座標系往外看，你單憑做一個射箭、拋小球之類的實驗無法區分運動和靜止。勻速直線運動和靜止沒有本質區別，速度都是相對的。
這個其實就是相對論，這叫“伽利略的相對論”。
引出那個著名的相對性原理——某個物理定律對所有的慣性系都是一樣的，沒有哪個參考系是特殊的。
2. 相對論是物理學家的一個信念。這個信念也可以叫“不特殊論”：不管你的速度有多快，你的座標系都不特殊。
3. 伽利略變換是力學定律在不同的慣性系之間溝通的橋樑，簡單來說就是兩個慣性系之間的座標變換關係。
4. 有了伽利略變換, 牛頓力學的所有定律就能在不同的慣性系保持數學形式不變。所以牛頓力學是符合相對性原理的。
5. 注意, 伽利略變換是在絕對的時空觀下推導出的。也是牛頓力學中的時空觀。
6. 牛頓在物理學界封了神。可是, 麥克斯韋搞出了四個公式。
7. 麥克斯韋可以用他的方程組直接計算電磁波的傳播速度。他算出來的電磁波速度，發現跟光速是一樣的！
但是, 麥克斯韋計算出來的這個光速，是相對於誰的呢？(從邏輯角度，不能脫離座標系談速度。)
8. 如果光速是相對於光源的速度，那沒問題，這和“伽利略的相對論”不矛盾。但，實驗觀測表明，光速跟光源的速度無關。
9. 並且數學上能直接證明: 麥克斯韋的方程組不具有伽利略協變性。
10. 所以, 要麼麥克斯韋的方程組不滿足相對性原理, 要麼就是有另一種變換讓它滿足。
11 如果不滿足, 那麼光速就是隻在一種非常特殊的參考系才成立。如果滿足, 那光速就是在所有的參考系都一樣, 是一個常數。
12. 光既然是一種波動，物理學家便猜想光速是相對於某種“介質”的速度, 並把這種介質命名爲“以太”, 以太所在的參考系就是那個特殊的參考系。
13. 可是1887年的“邁克爾遜-莫雷實驗”證明了地球上的光速在所有方向上都是一樣的。這也就是說光根本不需要介質，就能在空間傳播。
14. 那麼, 麥克斯韋電動力學解出來的光速，到底是相對於誰的。
15. 答案只能是不管相對於誰，它都是同一個數。不管在哪個座標系測量光的速度竟然都是每秒30萬公里！
16. 所以麥克斯韋的方程組是滿足相對性原理的, 但是光速不變這個結論太讓人難以接受了(前面說了, 麥克斯韋方程組不符合伽利略變換, 光速不變直接顛覆了我們熟知的速度合成法則)。
17. 想辦法協調相對性原理和光速不變，而不管它們看起來有多矛盾，成了愛因斯坦主要的工作。
18. 如果堅持絕對時空觀, 那麼伽利略變換就是對的, 速度合成法則也是對的。
19. 受馬赫與洛倫茲等人的影響, 愛因斯坦史無前例地大膽推測時空是相對的。不是光有問題，是絕對時空觀有問題。
20. 每個參考系都有自己的時間，同時性是相對的。
21. 從相對性原理和光速不變出發，愛因斯坦很快就獨立推導出了聯繫兩個慣性系之間的變換，也就是洛倫茲變換。當速度遠小於光速時，洛倫茲變換就可以退化爲伽利略變換。
22. 那麼，用洛倫茲變換代替伽利略變換，對牛頓力學進行一番改造，升級之後的新力學就必然在接近光速時也能適用了，這就是後來的相對論力學。