ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
เป็นทฤษฎีที่มีบทบาทและมีความสำคัญมาก
หากพิจารณาเรื่องการเคลื่อนที่และความเร็วสัมพัทธ์
ของวัตถุทั่วไปจะเข้าใจไม่ยากเช่น
เมื่ออยู่ในรถไฟขบวนหนึ่งวิ่งจากตะวันออกไปตะวันตกด้วยความเร็ว
80 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และมีรถสวนมาด้วยความเร็ว
70 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จากทิศตรงข้าม เราอยู่บนรถไฟจะเห็นความเร็วรถเป็น
150 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ในทำนองเดียวกัน ถ้าวิ่งตามกันความเร็วจะดูช้าลง เพราะนำมาลบกัน
แต่หากทดลองกับแสง เช่น แสงเดินทางด้วยความเร็ว
300,000 กิโลเมตรต่อวินาที ขณะที่เส้นรอบวงของโลก
1 รอบ มีความยาว 40,000 กิโลเมตร ดังนั้น แสงเดินทางรอบโลกได้ประมาณ
7.5 รอบในเวลา 1 วินาที ในขณะที่โลกหมุนรอบตัวเองอยู่ตลอดเวลาด้วยความเร็ว
0.5 กิโลเมตรต่อวินาที ถ้าให้แสงเดินทางจากตะวันออกไปตะวันตก
หรือจากตะวันตกไปตะวันออกจะมีความเร็วแตกต่างกันหรือไม่
ไมเคิลสันกับมอร์เลย์ได้ทำการทดลองวัดความเร็วของแสงดังกล่าวแล้ว
พบว่ความเร็วทั้งสองทิศทางไม่แตกต่างกัน
นั่นหมายความว่า แสงเดินทางในทิศทางใดความเร็วยังคงที่
หรือถ้าให้ผู้สังเกตเดินทางด้วยความเร็วเท่าไรก็ตามก็จะยังคงเห็นแสงมีความเร็วคงที่
ไอน์สไตน์ได้แสดงให้เห็นว่าระยะทางและเวลามีค่าสัมพัทธ์
กล่าวคือ เปลี่ยนแปลงได้ตามความเร็วของผู้สังเกต
จึงทำให้เห็นความเร็วของแสงคงที่
หลักการนี้จึงเป็นหลักการเบื้องต้นของ
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
การเคลื่อนที่ของวัตถุใด ๆ เป็นไปตามกฎการเคลื่อนที่ทางฟิสิกส์ของนิวตัน
แต่แสงเป็นปรากฏการณ์พิเศษซึ่งมีความสัมพัทธ์กับเวลา