特别的发现   

1905年，爱因斯坦宣布了一个了不起的发现，使相对论在伽利略的基础上又向前发展了一步。让我们回到大气急流，还记得空气的速度是如何为飞机加速，使之获得了一个更快的相对于地面的速度吗？同样，伽利略相对论也告诉我们：两架飞机迎面飞来，它们各自的速度分别为自身的速度加上对方的速度。或许，每架飞机相对于地面的时速为550英里，但对于朝它迎面飞来的另一架飞机来说，它的时速达到了惊人的1100英里。我们前面说过，如果两架飞机以同样的速度，朝同一个方向并排飞行的话，若以对方为参照物，它们是静止的。

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当爱因斯坦得出这个结论的时候，他想的不是飞机，而是光（这个时间比莱特兄弟首次试航的1903年晚了两年，那时飞机才刚刚被发明出来不久）。试想一下你的飞机突然获得了一个不可思议的速度。你的飞行速度达到了每秒186000英里（约300000千米/秒）。这和光速相同，而你也能与阳光同行了。根据伽利略的理论，在以你为参照物的情况下，阳光是静止的。但是爱因斯坦意识到这里有个大问题。

19世纪末，苏格兰科学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clark Maxwell）证实了光是以某一特定速度传播的。虽然光在不同的媒介中传播速度不同（例如真空中，它的传播速度要大于在玻璃中），但是在同一种媒介中，比如空气，它的速度是不变的。光、电、磁三者的关系密不可分。电流可以产生磁场，变化的磁场也能产生电流，如果能使电流以某一特定速度流动产生磁力，磁力再生成电力，就能这样无限循环下去。但是电流速度等于光速，而光只以某一特定速度传播，因此，现实中没有这样的无限循环。

因此，爱因斯坦意识到，如果参照物速度发生改变，光的相对速度也随之改变的话，那光就会消失。按照这种观念，你乘坐飞机一旦运动起来，环绕在它周围的光就开始分崩瓦解了。飞机只有在相对的静止状态下（那参照物又是什么呢？），你才能看到光瓦解的景象。现实中的情况并不是这样，因此这种说法是荒谬的。因此，爱因斯坦产生了一个大胆的想法，不管参照物的速度如何变化，光的速度是不变的。当你以时速550英里朝着太阳的方向飞行时，阳光传播的速度并不会因此加上550英里/小时，无论对于你来说，还是对于停在地面上的另一架飞机来说，阳光传播的速度都是一样的。

当爱因斯坦将这个想法带入牛顿的运动方程式时，他震惊了。为了使光速保持不变，其他一些我们认为的不可变量就要发生改变了。按照爱因斯坦的新理论，如果某物开始运动，它的重量会增加，体积会减小，而时间也会因此变慢。但是，当运动的速度小于光速时，这些变化难以察觉，不过它的结果却不容忽视，就像我们之前提到的GPS卫星，如果没有人为校正，它们就不能精准地工作。