1. 不跳出自己的坐标系往外看，你单凭做一个射箭、抛小球之类的实验无法区分运动和静止。匀速直线运动和静止没有本质区别，速度都是相对的。
这个其实就是相对论，这叫“伽利略的相对论”。
引出那个著名的相对性原理——某个物理定律对所有的惯性系都是一样的，没有哪个参考系是特殊的。
2. 相对论是物理学家的一个信念。这个信念也可以叫“不特殊论”：不管你的速度有多快，你的坐标系都不特殊。
3. 伽利略变换是力学定律在不同的惯性系之间沟通的桥梁，简单来说就是两个惯性系之间的坐标变换关系。
4. 有了伽利略变换, 牛顿力学的所有定律就能在不同的惯性系保持数学形式不变。所以牛顿力学是符合相对性原理的。
5. 注意, 伽利略变换是在绝对的时空观下推导出的。也是牛顿力学中的时空观。
6. 牛顿在物理学界封了神。可是, 麦克斯韦搞出了四个公式。
7. 麦克斯韦可以用他的方程组直接计算电磁波的传播速度。他算出来的电磁波速度，发现跟光速是一样的！
但是, 麦克斯韦计算出来的这个光速，是相对于谁的呢？(从逻辑角度，不能脱离坐标系谈速度。)
8. 如果光速是相对于光源的速度，那没问题，这和“伽利略的相对论”不矛盾。但，实验观测表明，光速跟光源的速度无关。
9. 并且数学上能直接证明: 麦克斯韦的方程组不具有伽利略协变性。
10. 所以, 要么麦克斯韦的方程组不满足相对性原理, 要么就是有另一种变换让它满足。
11 如果不满足, 那么光速就是只在一种非常特殊的参考系才成立。如果满足, 那光速就是在所有的参考系都一样, 是一个常数。
12. 光既然是一种波动，物理学家便猜想光速是相对于某种“介质”的速度, 并把这种介质命名为“以太”, 以太所在的参考系就是那个特殊的参考系。
13. 可是1887年的“迈克尔逊-莫雷实验”证明了地球上的光速在所有方向上都是一样的。这也就是说光根本不需要介质，就能在空间传播。
14. 那么, 麦克斯韦电动力学解出来的光速，到底是相对于谁的。
15. 答案只能是不管相对于谁，它都是同一个数。不管在哪个坐标系测量光的速度竟然都是每秒30万公里！
16. 所以麦克斯韦的方程组是满足相对性原理的, 但是光速不变这个结论太让人难以接受了(前面说了, 麦克斯韦方程组不符合伽利略变换, 光速不变直接颠覆了我们熟知的速度合成法则)。
17. 想办法协调相对性原理和光速不变，而不管它们看起来有多矛盾，成了爱因斯坦主要的工作。
18. 如果坚持绝对时空观, 那么伽利略变换就是对的, 速度合成法则也是对的。
19. 受马赫与洛伦兹等人的影响, 爱因斯坦史无前例地大胆推测时空是相对的。不是光有问题，是绝对时空观有问题。
20. 每个参考系都有自己的时间，同时性是相对的。
21. 从相对性原理和光速不变出发，爱因斯坦很快就独立推导出了联系两个惯性系之间的变换，也就是洛伦兹变换。当速度远小于光速时，洛伦兹变换就可以退化为伽利略变换。
22. 那么，用洛伦兹变换代替伽利略变换，对牛顿力学进行一番改造，升级之后的新力学就必然在接近光速时也能适用了，这就是后来的相对论力学。
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