只要是一束光，那麼不管它相對於什麼慣性參考系，它的傳播速度都是一樣的。在愛因斯坦的相關理論中，「光速不變」可以說是我們最難接受的一個概念了，但就這個與常識相悖的理論，卻偏偏成為了現代物理學的公理。
那麼這條公理到底是怎麼來的呢？這事要從大名鼎鼎的英國物理學家麥克斯韋（James Clerk Maxwell）的電磁學基礎方程組講起，這組方程不光統一了電磁領域，而且還計算出了電磁波在真空中的傳播速度與光速一致，從而預言了光也是電磁波，這個預言隨後被實驗物理學家所證實。
於是一個問題就擺在科學家們的面前，那就是所謂的速度都是相對某個參考系的，那光在真空中的速度又是以什麼為參考系呢？對於這個問題，當時的主流理論認為宇宙中存在著一個無處不在的、絕對靜止的參考系-「以太」。
在當時的科學界，對「地球圍繞太陽公轉」這個說法早已認同。顯而易見的，地球相對於「以太」是有一個速度的，如果真空中的光速是相對於「以太」這個參考系的，那麼根據速度疊加原理，從地球上發射出去的不同方向的光，它們的速度必定不會是相同的。
為了驗證這個理論，美國物理學家阿爾伯特.麥可遜（Albert Abrahan Michelson）和愛德華.莫雷（Edward Morley）於1887年利用麥可遜幹涉儀做了一個著名的實驗，即麥可遜-莫雷實驗。這次實驗的結果是，光速在不同慣性參考系以及不同的方向都是不變的。
這個實驗結果在當時可謂是石破天驚，因為它似乎撼動了當時整個物理學的根基，於是科學家紛紛進行了相似的實驗，實驗的精度也大幅的提升，然而這眾多實驗的結果都是驚人的一致！順便提一下，阿爾伯特.麥可遜也因此成為了美國歷史上第一個獲得諾貝爾物理學獎的人。
科學家們不得不面對這一事實，即經典運動學是對的，麥克斯韋方程組也是對的，但為什麼把它們放在一起就不對了呢？於是他們提出了各種理論來試圖解釋這個現象，但這些理論都不能做到完美的程度。
這個時候愛因斯坦大膽地指出，既然事實就是這樣的，那麼在宇宙中「以太」就不應該存在，而「光速不變」就應該做為一條物理學中的定律。
在此基礎上，愛因斯坦提出了著名的「狹義相對論」，假設光速對於任何慣性參考系都是不變的。為了支持「光速不變」，時間和空間就不應該是絕對的了，這就是「鍾慢尺縮效應」。
當一個物體在低速運動的情況下，因為時間和空間的變化程度極其細微，所以經典運動學可以給出近似的解釋，而當這個物體的速度越接近光速，時間和空間就改變得越明顯，這個時候就只能用相對論來解釋了。
愛因斯坦就這樣把這個問題解決了，我們也可以看出，「光速不變」這條定律，是愛因斯坦基於觀測到的自然現象提出的一個合理的假設，簡單的講，就是猜的……如果有一天，你發現了真空中的光速其實是可變的，那麼整個世界將因你而改變！
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