新的相对性原理

那么这著名的由伽利略发表又由爱因斯坦扩充的相对性原理到底是什么呢？他们两人都提到了以下内容：“相互移动的‘观察者’（进行测量的物理学家们）会以完全相同的方式写出物理定律。”

然而，其重要条件是这些观察者必须是惯性的，即他们没有受到任何外力作用而仅仅是因为自身惯性运动。这就排除了例如受到火箭发动机推动的宇航员，或者受到太阳引力吸引的行星……所有惯性观察者相对其他观察者来说都是匀速运动的，即以恒定的速度直线运动——这也是另外一条原理，惯性原理（principe d'inertie）。

一个处于静止状态中的观察者（他不移动）同样也是一个惯性观察者。因此相对性原理直接暗含了这样的意思：物理定律提出的前提就是，它对任何惯性观察者都好像他处于静止状态一样！这就是该原理的“内容精华”，伽利略将之浓缩成了完美的表述“（匀速）运动正如静止”……

这就解释了相对论一词的使用。该原理涉及的所有惯性观察者所扮演的角色都是完全一样的，涉及的定律对于所有人来说都是一样的。在这样的条件下，我们没有办法区分声称自己是静止的观察者与声称自己在运动的观察者。换句话说，唯一有意义的运动概念是不同观察者之间的相对运动。人们无法给出“绝对运动”的意义，可能作为参照物的“绝对静止”亦然。

伽利略的相对性原理成了牛顿物理学的基石。它阐述了这两位学者在他们的理论中观察空间和时间的方法。

1905，“奇迹年”

1905年，阿尔伯特·爱因斯坦是伯尔尼联邦专利局的职员。他的工作是评估提交的专利的价值。“如果没有这份工作，”他写道，“[……]我最终会失去理智。”无论如何，他满足于这一份物质保障，它使爱因斯坦能自由思考并发表五篇后来激起物理学革命的重要文章：对于他来说那一年是真正的奇迹年！

第一篇，《关于光的产生和转变的一个启发性观点》，提出了“光量子”的假说。它后来成为量子力学的基础，并为爱因斯坦带来了1921年的诺贝尔奖（奇怪的是这竟然是他一生中唯一的一次）！

随后的两篇，《分子尺度的新测定》和《根据分子运动论研究静止液体中悬浮微粒的运动》，都与他的博士论文有关。他在文中通过悬浮微粒与液体中分子的碰撞解释了液体中悬浮微粒的“布朗运动”（完全无规则）。它们真正确认了原子和分子存在的假说。

第四篇，《论动体的电动力学》与第五篇《物体惯性和能量的关系》，奠定了狭义相对论的基石。最后一篇文章里提出了物理学最著名的方程式：E=mc²。