几千年来,人们都想当然地认为“运动”与“静止”是物体不同的两种状态。例如一列高速前进的火车是运动着的,而站台则毫无疑问地是静止的。然而,一个躺在火车卧铺上熟睡的人,是运动的还是静止的?对于这个问题,爱因斯坦给出了一个深刻而广义的回答:其实并不存在绝对的运动或绝对的静止。一个物体是否在运动,包括运动的速度有多大,一定要看是以什么为标准来说的,这在物理学上叫做“选择参照系”。
以车站为标准,火车上的人就是随着火车在运动着;而以火车为标准,卧铺上的人就是连同铺位一起静止的。同样道理,也完全可以讨论车站的站台是否在运动。因为站台是与地球连在一起的,若以太阳为标准,地球就在运动,站台也是运动着的。如果标准改为同步地球卫星,则地球和站台又是静止的。简言之,认为车站不动而火车在运动,和认为火车不动而车站在运动,都是同样“正确的”,所不同的只在于前者以车站为标准而后者以火车为标准。这就是物体运动的“相对性原理”。基于这样一种新观念而建立起来的物理学理论被称为“相对论”。
相对论的建立是物理学发展史中的一个革命性的里程碑,它极大地深化了人类对物质世界的认识。