當我們提到愛因史坦，很自然地會想到他的相對論。具體來說，相對論分為狹義相對論和廣義相對論，愛因史坦是在完成狹義相對論之後，才發展出廣義相對論的。通常我們說到速度越大，時間越慢的現象，是指狹義相對論所描述的；而所謂的時空彎曲，則是廣義相對論的一個重要發現。
1905年，也就是清朝光緒31年，愛因史坦釋出了他的狹義相對論。
在那之前，狹義相對論的理論基礎已逐漸成型。這一理論的核心假設是，光速在真空中是恒定不變的。即使你是朝光的方向測量，或是逆光測量，光速都是相同的。
這聽起來似乎違反直覺。我們從初中開始就學習到速度是可以疊加的。按照常規思維，逆光方向的光速應該是觀察者的速度加上光速的和。就像乘坐高鐵時，對向而來的另一列高鐵速度會顯得非常快，因為你把自己的高鐵速度也計算在內了。
然而，19世紀後半期，這種關於速度疊加的傳統思維受到了挑戰。有一位老學者名叫馬克士威，他研究電磁現象，並提出了一組方程式，這組方程式預言光是一種電磁波，且其速度在真空中是恒定的。這一發現甚至讓馬克士威自己都感到震驚，這無疑是在挑戰牛頓的理論。在牛頓的物理體系中，光速並不是一個固定值，這一矛盾懸而未決。
與此同時，其他科學家也在進行實驗，試圖尋找「以太」——一種假想的絕對靜止參考系，以驗證牛頓的理論。但到了1887年，兩位科學家麥可遜和莫立經過努力未能發現以太，反而強化了馬克士威關於光速恒定的預言。
按理，當1887年以太的存在被否定，光速恒定的事實被證實後，狹義相對論應當隨之確立。
然而，許多科學家還是受到牛頓理論的影響，拒絕接受以太不存在的事實。他們認為，只要能找到以太這種絕對靜止的參考系，那麽光速在真空中恒定的現象就有了合理的解釋。這些科學家包括勞侖茲、赫茲和龐加萊等人。
最終在1905年，愛因史坦斷然提出：可以拋棄以太了。他自信地提出假設：在真空中，光速是恒定的。
想象這樣一個情景：如果光速恒定，你站在地面上，面前有一個透明房間，房間的地板和天花板各裝有一面鏡子，發射一束光線在鏡子之間上下震蕩。當房間開始勻速移動時，你看到的光線呈M形運動軌跡，而房間內的人看到的光線仍然是垂直震蕩。
你看到的光線完成一次上下震蕩呈M形，而房間內的人看到的是直上直下，長度是房間高度的兩倍。由於光速恒定，房間內的人看到的光線完成一次震蕩的時間是房間高度的兩倍除以光速，而你看到的光線完成M形路線的時間是M形長度除以光速。由於M形路徑長於房間的兩倍高度，因此從你的視角看，房間內的時間似乎變慢了。
這就是狹義相對論中的時間膨脹現象，即一個物體相對於觀察者做勻速直線運動時，其時間會變慢。
