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在前面我们就说过， （狭义） 相对论来自于电气力学和光学。在电气力学和光学中，狭义相对论并没有对理论的预测产生什么影响，但它在一定程度上使理论结构变得简单多了，也就是简化了定律的推导过程。不过，狭义相对论的最大作用是，极大地减少了形成理论基础的假设数量。狭义相对论使麦克斯韦—洛伦兹理论显得非常合理，所以就算离开实验的支持，许多物理学家还是可以接受这个理论。
只有对经典力学进行改良，才能使它满足狭义相对论的要求。但这种改良和物体的运动速度有着紧密的联系，因为只有在电子和离子的高速
（略小于光速）
运动定律中，经典力学和狭义相对论之间才有着巨大差别。在其他的运动中，狭义相对论和经典力学的差别非常细微，而且这种差异在实践中无法明确地体现出来。在讨论广义相对论之前，我们不去考虑星体的运动。在相对论中，当物体的质量是
m
时，它的动能
公式为：
而不是大家都熟悉的公式：
当物体的速度 v 快要达到光速 c 时，相对论中的动能公式接近无穷大。因此，不管有多大的能量用来产生加速度，物体的运动速度 v 永远小于光速 c 。如果我们用级数形式展开动能的表达式，将会得到：
当
的值远远小于1时，第三项要比第二项小得多，在经典力学中，一般只考虑第二项，而把第三项忽略不计。第一项中不包含速度
v
，如果只是讨论物体的能量随着速度的变化问题，无需考虑这一项。以后，我们将会讨论它的本质意义。
在狭义相对论中，质量的概念是最重要的基础；在物理学中，能量守恒定律和质量守恒定律是两个有着重要作用的基本守恒定律。在创立相对论之前，这两个基本定律没有什么关联，好像是完全独立的，但相对论把这两个定律结合成了一个定律。我们简单论述一下这种结合是怎样实现的，有着什么样的意义。
根据相对性原理可以得知，能量守恒定律不仅适用于坐标系 K ，而且适用于相对于坐标系 K 进行匀速平移运动的坐标系 K' ，或者说适用于所有的“伽利略”坐标系。洛伦兹变换和经典力学的不同之处在于，它是从一个坐标系过渡到另一个坐标系的决定因素。
经过简单的思考之后，根据麦克斯韦电气力学的基本方程和上面所论述的基本前提，我们得出这样的结论：如果一个物体的运动速度是
v
，它通过吸收辐射
的方式吸收了能量
E
0
，在这个过程中它的速度始终不变，那么，这个物体由于吸收而增加的能量是：
借助物体的动能表达式，求得物体的能量是：
于是，得到了物体的能量和一个质量的公式：
由于速度
v
在移动，所以我们可以这样描述：当一个物体吸收的能量是
E
0
时，它的惯性质量会增加
。
由此可知，随着物体能量的改变，惯性质量也会产生相应的变化，我们可以认为惯性质量是物体能量的量度，于是，质量守恒定律和能量守恒定律便结合在一起，而且只有当物体既不吸收能量也不释放能量的时候，质量守恒定律才是正确的。能量的表达式是：
我们发现 mc 2 这个条件一直在出现，它表示物体原来具有的能量，也就是在没有吸收能量 E 0 之前的能量。
目前
（1920年）
，还没有办法让物体吸收足够大的能量
E
0
去改变物体的惯性质量，所以无法用实验来验证这个关系式。对于物体吸收能量之前的质量
m
来说，变化的质量
确实非常小。因此，在经典力学中，质量守恒定律是一个独立的、有效的定律。
最后，我要简单谈论一下自然基本法则。法拉第—麦克斯韦对电磁超距作用
的成功解释让物理学家们相信，根本不存在瞬时超距作用
（不包含中间媒介）
，如牛顿万有引力定律等。根据相对论的说法可以得知，光速传播的超距作用会把瞬时超距作用替代，即通过无限大速度传播的超距作用。在相对论中，这一点和速度c的重要性有着紧密的联系，我们将会在这本书的第二部分中讲述广义相对论是怎样修正这个结果的。
1756年，俄国的科学家罗蒙诺索夫在密闭的容器内放入锡，锡煅烧后形成了白色的氧化锡。他用精密的化学天平称量之后发现，容器和容器内的物质的总质量在煅烧前后完全相同。此后，反反复复进行了多次实验，结果都是一样的。这个俄国青年善于思考、勇于实践、不迷信权威，以实验结果证明了他的德国导师沃尔夫教授提出的“燃素说”的观点是错误的。这个实验证明了自然界中的质量守恒定律。这个定律的内容是：化学变化只是改变了物质的组成结构，它无法创造物质或者消灭物质；或者说参加化学反应的物质的总质量和反应后生成的物质的总质量相等。1777年，法国的化学家拉瓦锡再次做了这个实验，结果证明化学反应前后的物质的总质量相等。后来，德国的化学家兰多尔特（1908年）和英国的化学家曼利（1912年）先后用精确的天平称量了化学反应前后的物质的总质量，都认定质量守恒定律是正确的。
运动的物质构成了这个世界，物质的运动形式不是单一的，而是多样的，并且可以相互转化。在研究物质运动形式的转化时，人们慢慢发现了功的概念和能的概念。能是物质运动的普遍量度，功是能量变化的量度。
虽然这种说法指出了功和能的本质，但具有浓烈的哲学意味。19世纪中期，物理学中对能量的定义——物体做功的本领——一直使用到今天。近几年，国内外的物理学界开始争议这个定义的准确性。于是，许多物理教材（如现在使用的中学教材）给出的不是能量的一般定义，而是根据上述定义的思想得出的各种具体的能量形式的操作定义（把定义替换为度量方法），即物体在某一状态下的能量是物体在这个状态下做出的最大功。
能量概念的建立、早期发展和能量守恒定律的建立过程紧密地联系在一起。由于逐渐认识到机械能、内能、电能、化学能、生物能等各种具体能量形式，以及它们之间可以通过某种数量形式进行转化，这样才建立了能量守恒定律。这是一段漫长的历史过程，长达一百年的时间。随着科学技术的进步，发现了许多重要的新物理现象，例如物质的放射性、核结构与核能、各种基本粒子等，这些事实为证明这个定律提供了基础。虽然有些现象乍看之下和这个定律相互矛盾，但研究之后依然符合这个定律。
能量守恒定律让我们明白，虽然世界上的物质千变万化，但这种变化不是随意的，而是受到一定的约束，守恒律就是最基本的约束。也就是说，所有的运动变化不管体现了什么物质形式，反映了什么物质特征，服从什么特定规律，都要符合一定的守恒律。在物理学中，物理运动必须服从的基本规律是能量守恒、动量守恒、角动量守恒。与这些守恒律相比，牛顿运动定律、麦克斯韦方程组等都要降低一个层次。
20世纪以来，随着对原子核的深入研究，科学家们发展物质的质量和能量之间有着紧密的联系，所以把质量守恒定律和能量守恒定律结合在一起叫做质能守恒定律。
由于传统观念长期束缚着人们的思想，他们一时无法解释崭新的时空观。爱因斯坦的论文发表之后，人们在很长一段时间里对它产生怀疑，一直无法接受。在法国，直到1910年都没有人关注过爱因斯坦提出的相对论。在美国，最初的十几年也没人讨论爱因斯坦的相对论。1911年，美国科学协会主席马吉说：“我相信，现在活着的人都无法想象时间是速度的函数。”相对论的先驱马赫也曾郑重声明自己和相对论无关，他否认相对论的正确性。科学史学家惠特克在研究相对论的历史时发现，彭加勒和洛伦兹才是相对论的创始者，而爱因斯坦只是对他们的结论进行了补充说明。
1911年，索尔威会议召开之后，人们才开始关注爱因斯坦提出的狭义相对论。1919年，通过全日食观测证实了广义相对论，当爱因斯坦成为万众瞩目的伟人时，狭义相对论的地位才被确定。