牛頓的伽利略相對性原理是作為基本假設提出來的，它之所以為人們接受承認，一方面是牛頓力學在解決力學問題獲得的巨大功；另一方面觀察結果與人們的經驗相符。但是十九世紀中葉，人們在研究與物體運動有關的電磁現象時，發現在電磁現象的規律不符合相對性原理。
其中最典型的就是光速的問題：
光是電磁波；由於真空介電常數和磁導率是與參考系無關的常量，因此c也應是與參考系無關。這就是說在任何參考系中測得的光在真空中的速度都應該是同一數值。
但是，根據相對性原理，若以c表示某一參考系K中測得的真空中光的速度，
c′為以u運動的K′系中測得的光在真空中的速度，根據伽利略變換，就應有：c′=c—u
第一種情況人看到的光速應是c，第二種情況應是c＋v，第三種情況應是c－v。
但是實驗現象表明，不論光源和觀察者做怎樣的相對運動，光速都是恆定的．
任何參照系中測得的光在真空的速率都應該是這一數值
這一結論還特別為後來的很多精確的實驗所證實，最著名的是1887年邁克爾遜和莫雷所做的實驗。它們都明確無誤地證明光速的測量結果與光源和測量者的相對運動無關，亦即與參照系無關。
可見光和電磁波的運動不服從伽利略相對原理。光速恆定的特性，同運動的相對性原喇間似乎產生了矛盾？
矛盾激發：“在不同的慣性系中光速不同”——“任何參考系中光速度都應該是同一數值”，說明相對性原理涉及到接近光速的高速領域產生了明顯的困難。
當時人們為了解決這個困難，提出了三種可能：
（1）麥克斯韋電磁理論有錯，正確的電磁方程組應滿足伽利略不變性。
（2）牛頓力學與麥克斯韋電磁理論都對，但麥克斯韋電磁理論只在某一特殊的慣性系成立。
（3）牛頓力學與伽利略變換不對，應存在某種變換，麥克斯韋電磁理論在這種新的變換下具有不變性。這意味著經典牛頓力學要作修改，修改後的力學方程在新的變換下具有不變性。
三、狹義相對論的兩個基本假設
19世紀後半葉和20世紀初，物理學家們曾經猜想，有一種叫做以太的介質，瀰漫在宇宙中，它是電磁波傳播時所需要的介質，拿以太做參考系時麥克斯韋的電磁理論才成立．今天看來，以太是某一特殊參考系的代表．麥克爾遜實驗表明不存在這樣的特殊參考系，實際上就是宣佈宇宙間不存在以太．
上述的矛盾使物理學家面臨兩個選擇，一是修正現有的理論，去迎合實驗結果（這相對比較容易，但常常無效另一種主張徹底擺脫“麥克斯韋電磁理論只適用於某一特殊的慣性系”，創立全新的理論。愛因斯坦、龐加萊等人選擇了後者．並提出了兩個假設：
狹義相對論的兩個基本原理：
①愛因斯坦相對性原理———切物理定律，在不同的慣性系中是相同的…；
②光速不變原理——光在真空中的傳播速度在不同的慣性系中測得的數值都是相同的，與光源、觀察者是否相對運動無關
就是在看來如此簡單且最一般的兩個假設的基礎上愛因斯坦建立了一套完整的理論——狹義相對論
對兩個基本原理的正確理解：
①自然規律不僅包括力學規律，還包括電磁學規律等其他所有的物理學規律；
②強調真空中的光速光速不變指大小既不依賴於光源或觀察者的運動，也不依賴於光的傳播方向
③幾十年來科學家採用各種先進的物理技術測量光速，結果都不違背光速不變原理。
兩個結論被稱為假設呢？雖然這兩個假設可以由麥克爾遜實驗直接推出，但這畢竟是有限的幾次實驗，只有用這個假設得出大量的結論與事實相符時，它們才能成為真正意義上的原理，這才是科學的態度。
相對論的時空觀念與人們固有的時空觀念差別很大，很難被普通人所理解。人們都稱讚愛因斯坦偉大，但又常常弄不懂這偉大的內容。這使人們想起英國詩人波譜歌頌牛頓的詩句：
自然界和自然界的規律隱藏在黑暗中，
上帝說：“讓牛頓去吧，”
於是一切都成為光明。
但是，光明並不久長，
魔鬼又出現了，
上帝咆哮說：“讓愛因斯坦降生吧”，
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