在这种努力中值得提出来的是斐兹杰拉德于1892年提出、后来又经洛伦兹进一步发展的收缩假说，认为以太是存在的，它就是一个绝对静止的参照系。在以太静止的物体原长10，如果它沿其长度方向，以速度v相对于以太运动时，将缩短为这种缩短是相对的。此外，洛伦兹还推导出从以太绝对参照系的时空坐标(x，t)变换到另一个匀速运动参照系的时空坐标(x’，t)的关系变换式：u=u 7±v，这实际上表明绝对时间是不存在的。可是，因洛仑兹仅承认绝对时间t，因此就只能把t’理解为不是真正的时间而是一个为了方便而引进的辅助概念，把它称为“地方时间”。彭加勒后来又在洛伦兹的基础上引进了四维时空观，提出了物理方程对于洛伦兹变换应具有不变形式的问题。他说，物理现象的规律，按照相对性原理，应该是一样的，不管一个观察者是固定的或者他是在作匀速直线运动，因此我们从没有也不可能有任何方法分辨我们自己是否在作这样一种运动，这种说法已经与后来爱因斯坦提出的相对论原理十分接近了。洛伦兹、彭加勒等人的研究成果虽然已经突破了经典理论的框架，走到了新物理学的大门口，但由于受旧的世界观的局限，出发点就是错误的，最终都未能进一步建立新的革命理论。
爱因斯坦与他们不同，这表现在思想上。首先，他认为，物理世界是第一性的，“相信有一个离开知觉主体而独立的外在世界是一切自然科学的基础”。他的世界是客观存在，是可以认识的观念已经相当彻底和明确了。其次是由于他敢于怀疑，勇于思考，深信理性的力量，认为只要前提是正确的，按照科学的方法推演出来的各种公式是能正确反映世界的本来面目的。因此，他不能受学术权威们对当时自然科学界的教条主义思想垄断的束缚。正如1938年1月他在给一位友人的信中所讲的，“起先我相信马赫主义大同小异的怀疑主义经验论。但是后来地球引力问题又使我皈依了唯理论，也就是说它使我变成一个只是用数学来探求惟一可靠的真理源泉的人”。在一次答复一位犹太教士的信时，爱因斯坦就这样揭示过相对论成果与理性之间的关系：“我认为相对论的基本原理和与一般科学知识大相径庭的宗教没有什么关系。我认为它们之间的联系在于人们能够通过一些简单的逻辑概念来领会客观世界内部的相互关系。当然对相对论来说，情况更是这样。”在另一个地方他还讲到，“没有经验基础就很难发现真理。但是，如果我们探索得愈是深入，我们理论所包罗的范围变得愈是广大，那么，在决定这些理论时，经验知识所发挥的作用就愈小”。的确，相对论，这一揭示了世界事物间根本本质的深刻理论，爱因斯坦主要是通过推理的方法得来的。
为什么光波一定要有媒介才能传播呢?爱因斯坦在对以太的长期思索中早就对以太的存在产生了怀疑。当迈克尔逊一莫雷实验的结果公布后，他更坚信以太是不存在的。光本身就具有客观实在性，它的传播不需要有任何媒质。他坚信自然界的统一性。在他看来，那种一方面认为所有惯性系在力学上是等价的，但另一方面又认为可以用电磁学和光学实验把惯性系加以区分的观点是矛盾的，应该把相对性原理贯彻到电磁现象和一切物理现象中去。他还认识到，牛顿力学与电磁理论之间所以有矛盾，根本原因正在于牛顿力学体系以及伽利略变换式赖以建立的绝对时空观是错误的。只有在时空观上进行一场彻底的革命，修正牛顿力学的一些基本概念和原理，才能使矛盾得到解决。爱因斯坦正是在这些思想的基础上，于1905年在《论运动物体的电动力学》一文中正式提出了他的狭义相对论。他首先提出了两条假设：
(1)相对性原理。在伽利略力学相对性原理的基础上，爱因斯坦提出一切惯性系对于描述物理现象来说都是等价的，物理定律对于一切惯性系都应采取相同的数学形式。
(2)光速不变原理。在迈克尔逊一莫雷的基础上，爱因斯坦提出，光在真空中传播的速度是c，与光源的运动状态无关。这就是说，在一切惯性系(都是匀速直线运动)中所测得的光速都是相等的，而且是各向同性的，与观察者的运动速度也没有关系。
爱因斯坦根据这两个假设，推导出了取代伽利略变换式的一个新的时空变换式：
这个变换式与洛伦兹变换式一模一样，其中k是常数，p代表v(物体运动速度)除以c(光速)。显然，当p无限小于l时，洛伦兹变换式就变成了伽利略变换式。这说明，在当物体运动速度较之于光速来说极小的情况下，即在低速条件下，狭义相对论的公式和原理与牛顿力学的公式和原理一致。牛顿力学是相对论在低速范围内的一种近似理论。
根据相对论的这两条原理，爱因斯坦推出了一系列推论。
——同时性的相对性。两个独立事件在一个惯性系看是同时出现的，在另一个惯性系参照系看并不同时，会发现一个事件发生在另一个事件之前。如相距50公里的两地同时遭到雷击，在处于这两地中间的人看来，两处雷击是同时发生的；而如这时有一飞机从两城市的巾问向另一城市飞去，在飞机上的人看来，就会认为他们飞往的那个城市是先遭雷击的。这就表明同时是相对的，是既同时，又不同时。
——时钟延缓。从两个不同的惯性参数系看，两个事件的时间间隔不同。在一个惯性参考系中时钟的时间间隔是t；从另一个惯性系去看这一时钟的时间间隔为t’，而且t’>t。这就是说，处于运动中的钟要比处于静止状态中的钟走得慢，相对速度越大，慢得就越多。根据这一原理，两孪生兄弟，一个留在地面，一个乘高速飞船到太空中遨游，在飞行很长时间后返回地面，兄弟二人重逢，乘飞船的要比留在地面上的显得年轻。
同时性的相对性与时钟延缓都说明，牛顿所讲的与运动着的物质无关的“绝对时间”是不存在的。
——尺缩效应。在相对于一个尺子为静止的参考系中，尺子的长度最长；相对于尺子运动的参考系中，尺子的长度在运动的方向上要缩短。在经典力学中，物理的长度是不会随参照系的改变而改变的。而狭义相对论从同时的相对性推导出，同一物体在不同惯性系中测得的长度是不同的，这就是说，物体的长度是相对的，这就否定了经典理论中关于“绝对空间”的观念。而“绝对时间”和“绝对空间”的概念站不住脚了，“绝对运动”的观念也就不攻自破了。“绝对运动”既然是不存在的，反过来也证明，物质运动所赖以进行的介质——以太是子虚乌有的。
——物体的质量随速度变化。设mo为某物的静止质量，当它以速度v运动时，其质量m>mo：
这表明，在相对论中，质量也是一个相对量。在不同的参照系内，由于物质运动速率不同，物质的质量也是不同的。物体质量的大小与参照系的选择有关，与其他物体的相互关系有关。
——质能关系。爱因斯坦从狭义相对论出发，推导出了一个质能关系式。即当某物的质量发生了△m的变化时，必然会有△E的能量变化，且△E=△me2。反之亦然。在推出这一结论后，他曾在给一位友人的明信片上写道：“我得出了结论，质量是含于物体中的全部能量的计量标准。由于能量的放出，质量显著减少，这应该在镭上观测得到……这一推断非常有意思，非常诱人。然而，在这里，上帝是否在笑我，我是否在骗我，目前还不得而知……”正是这一公式为人类后来利用原子能奠定了基础。
所有这些，从经典物理学的观点和日常经验的角度看，是多么的不可理解!在当时，狭义相对论是一种怎样惊世骇俗的“疯狂”理论啊!正如劳厄在1911年所写的一篇文章中所讲的，自古至今的物理学问题，还没有比得上空间与时间概念对人们产生这样巨大的震动。
的确，狭义相对论的建立，改变了人们关于时间、空间、质量和能量等旧有观念，造成了物理学的革命，并使整个自然科学进入了一个崭新阶段。自从相对论诞生之后，人们不仅认识了宏观高速领域的运动，而且有可能进一步去研究微观高速过程。
相对论的建立还有重大的哲学意义，它表明对立统一规则不仅适用于人类社会，而且适用于自然界，是最普遍的规律；特别是它为辩证唯物主义时空观的基本原理的正确性直接提供了最有力的科学依据。相对论的原理表明，时问和空间不是脱离物质的时间和空间，而是与运动着的物质相联系的，是受物质运动状态制约的，离开物质及其运动的所谓“绝对时间”和“绝对空间”、“绝对运动”是不存在的。相对论还表明，时间和空间既有绝对性，又有相对性，是相对与绝对的对立统一。不仅如此，相对论原理还深刻地揭示了时间和空间的内在联系，即时间和空间彼此互相制约，互相依赖，他们的区别没有绝对的意义，在一定条件下可以互相转化，无论是单独的空间改变，还是单独的时间改变，都是不可能的，时间和空间的变化是必然地联系在一起的。所有这些都正好证明辩证唯物主义时空观的如下原理：即认为时间和空间是运动着的物质存在的基本形式，是物质的固有属性。也就是说它们同物质及其运动密不可分，是通过物质在运动中的相互关系表现出来的。
相对论的确立至今快90年了，自其建立之后，不断从各个方面得到了实践和实验的证实，如订介子衰变为光子的实验证明光速是不受光源的速度影响的；飞行u介子寿命增长的实验证明了时钟的延缓；电子电磁偏转实验证明了质量对速度的依赖关系；原子核裂变和聚变的发现，原子能发电的成功，原子弹、氢弹的制造以及对基本粒子相互转化的研究，都证实了爱因斯坦所提出的质能关系式是正确的。可以说，至今还没有发现有什么实验结果是与相对论相违背的。
本来，一个人即使一辈子什么事也没有干，只有创立了狭义相对论，也就可以当之无愧地称之为伟大的科学家，永远名垂青史了!何况仅在1905年，爱因斯坦还提出光量子说，在分子物理学方面也作出了重大的贡献。所有这些成果的问世，实际上就像闪电划破了时代的夜空一样。然而这一革命的实质正如科学史上任何重大进步一样，一开始并没有能为很多人所认识到。爱因斯坦的巨大贡献又一次莫名其妙地遭到了冷落。这些论文发表后的几年，几乎没有什么反响。直到1908年，甚至到1909年，才有大量的科学工作者注意到爱因斯坦的研究结果。而且一开始，也是反对者居多。本来，用相对论可以很好地解释迈克耳逊的实验，而迈克耳逊由于站在旧立场上，反而认为新学说是一个怪物，曾因批判牛顿的绝对时空观因而对爱因斯坦创立相对论产生了积极影响的马赫也激烈地反对相对论。尤其可笑地是，时至20世纪60年代末期，对科学和马克思主义哲学一窍不通、自以为有了权就有了真理、专事倒行逆施的“四人帮”，还组织人马要批判爱因斯坦的相对论!
毕竟懂得这些论文的意义和价值的人还是有的，只不过这类人在当时是少数罢了。克拉科夫大学有一位名叫威特利夫斯基的波兰教授，在读过这篇论文后大声喊道：“一位当代的哥白尼诞生了!”他的兴奋激起他的～位学生的热情，这位学生在同别人谈到爱因斯坦的论文时重复了他老师的话：“一位当代的哥白尼诞生了!”以极其兴奋的心情听他谈话的德国物理学家麦克思·玻恩和他一起跑到图书馆，找到1905年那期《物理学纪事》。后来玻恩写道：“在所有的科学文献中，最值得注意的卷帙就是1905年《物理学纪事》第4辑第17卷。”玻恩本人后来也成了研究相对论的先驱之一。
量子论的创始人、德国最著名的理论物理学家普朗克教授应邀评价爱因斯坦在科学界作出的贡献时声称：“如果爱因斯坦的理论如我所料的那样得到证明是正确的，他将被认为是20世纪的哥白尼。”显然他当时还没有把握，在讲法上还有保留。后来他在一次讲演中才毫无保留地称赞了爱因斯坦相对论的划时代意义。他说爱因斯坦时空观的“勇敢精神的确超乎自然科学研究和哲学认识论上至今所取得的一切大胆成果。”这就是说，爱因斯坦1905年发表的成果表明，他当时已是人类最伟大的科学家和思想巨匠了。
爱因斯坦在苏黎世时的数学老师闵可夫斯基教授也以自己的实际行动支持了爱因斯坦。在相对论问世后，他称赞它是时空观的根本变革，并给予了相对论以更完美的数学表达式。以至四维时空连续系统，即所谓“闵可夫斯基世界”成了相对论不可分割的一部分。
真理是不可战胜的。对爱因斯坦的相对论的各种诋毁和批判，客观上只是点燃了爱因斯坦誉满天下的火炬，加速了相对论的传播。时过80多年后的今天，它已被科学界普遍接受了。
爱因斯坦本人对于毁和誉都无动于衷，他所关心和感兴趣的只是对世界“凝神深思”，在一切可能的条件下解开这个世界的一个个的谜。正如他自己所说的：“外面发表的针对我的无耻谎言和诬谄的东西多得可以用大桶来装，如果我对他们稍加注意的话，那我早就成泉下之鬼了。”他一贯如此。当人们还围绕着他所发表的新见解争论不休的时候，他的思想早已进入了新的领域。
