相对论
1905年爱因斯坦（1879──1955）发表了狭义相对论。这个理论指出在宇宙中唯一不变的是光线在
真空中的速度，其它任何事物──速度、长度、质量和经过的时间，都随观察者的参考系（特定观察）而
变化。这个理论形成了一个著名的公式：E=MC2狭义相对论认为时间不是绝对的（即固定不变的）。爱
因斯坦指出，随着物体（观察者所见到的）线性运动速度的加快，时间会变慢。其二：任何物体以光速运
动时，其长度将会缩短为零。提出时间和空间都是绝对的，空间和时间是完全分开的。然而，在相对论数
学中，时间和三维空间──长、宽和高，一起构成一个四维空间框架，叫做时空关联集。
爱因斯坦从他的狭义相对论中推导出等式E=MC2（这里E是能量，M是质量，C是恒定的光速），他用这
个等式解释了质量和能量是等价的。现在认为，质量和能量是同一种物质的不同形式，称为质能。例如，
如果一个物体的能量减少了一定量E，则它的质量也减少等于MC2的量，然而，质能不会消失，只不过以
另一种形式被释放，它叫辐射能量。
1915年发表了他的广义相对论。他解释了引力作用和加速度作用没有差别的原因。他还解释了引力是如
何和时空弯曲联系起来的，利用数学，爱因斯坦指出物体使周围空间、时间弯曲，在物体具有很大的相对
质量（例如一颗恒星）时，这种弯曲可使从它旁边经过的任何其它事物，即使是光线，也改变路径。广义
相对论指出，时空曲率将产生引力。当光线经过一些大质量的天体时，它的路线是弯曲的，这源于它沿着
大质量物体所形成的时空曲率。因为黑洞是极大的质量的浓缩，它周围的时空非常弯曲，即使是光线也无
法逃逸。
几百年来牛顿的经典力学使众多人信服，因为他适用于低速、宏观的惯性系。而相对论适用于高速（接近
光速）的或微观的量子态以及非惯性系，人们很难通过实验得以证实和观察，所以很多人无法接受这一事
实。但相对论可以很好的解决这一问题。因此说相对论是现代物理学的奠基石。