在爱因斯坦之前，牛顿定律是统治着物体运动物理学，1687年牛顿认为引力影响了宇宙内的所有物体，地球绕太阳运转的引力与苹果落到地面上是一个道理，但并没有指出引力的起源。爱因斯坦的相对论彻底改变了我们对对空间、时间、质量、能量以及引力的联系的理解。

　　爱因斯坦的质能方程无疑是个完美的作品，它指出了质量和能量之间的对应关系，让我们明白小小的原子核为什么拥有如此巨大的能量。

　　哲学家大卫-休谟是一个经验主义者和怀疑论者，他认为科学的概念必须通过经验和证据来佐证，而不是通过一个人的推理。他还认为时间一旦离开了物体的运动是无法存在的。

　　1905年，爱因斯坦提出了两个定律，第一个是物理定律对于任何一个观察者而言都是不变的，即在任何一个惯性系中物理定律都是相同的，不会因为惯性系的改变而变化；第二个为光速是恒定的。

　　爱因斯坦计算出的光速为每秒186,000英里，大约为每秒299338公里。根据这两个定律，爱因斯坦完成了狭义相对论的框架，当物体运动速度接近光速时，质量会无限增大。

　　有趣的是，时间对于每个观察者而言都是不同的，当观察者的速度接近光速时，其时间的流逝就趋于缓慢，相比较静止的观察者而言，后者的时间流逝得更快，这种现象也被称为时间膨胀。这就会导致以接近光速旅行的冒险者回到地球后，他会发现身边的人都老了，而他仍然年轻。

　　根据爱因斯坦的理论还有一个有趣的现象，这就是尺缩效应。当一个物体以非常快的速度运动时，物体的长度会变短，沿着运动的方向上看，接近光速运动的宇宙飞船似乎变短了。事实上这个现象对于任何一个运动物体而言都存在，只不过我们无法察觉到自己的汽车是否变短而已。

　　根据质能方程，我们还可以得知接近光速运动的物体其质量会无限增大，这就是我们为什么无法进行超光速飞行的理论瓶颈。对此，科学家开始转变思路，从时空的构造入手寻找超光速运行的方法。

　　一旦接近光速，宇宙飞船的质量就变得无穷大，这就需要更大的能量来推动飞船前进，因此就陷入了悖论之中，我们无法获得无限的能量来推动无限增大质量的宇宙飞船。

　　爱因斯坦认为时间和空间是连续体，因此我们称之为时空。在爱因斯坦的数学体系中，时空有三个维度，第四维是时间维。但随着时空理论的前进，科学家认为宇宙的维度可能高达11维。

　　爱因斯坦的相对论认为地球绕太阳公转的机制其实来自时空扭曲，太阳周围的时空发生了扭曲，而地球则沿着测地线公转，这也是空间中最短的路径。

　　引力还可以产生引力透镜，当我们观测遥远星系时，科学家就通过前景大质量天体集群产生的引力透镜观测更加遥远的天体。