要想真正理解愛因斯坦提出的狹義相對論，前提是必須理解愛因斯坦在狹義相對論中所提出的兩條基本假設：「狹義相對性原理」和「光速不變原理」，因為狹義相對論就是以這兩條基本假設為出發點通過洛倫茲變換推導出來的！而「狹義相對性原理」又是在「相對性原理」的基礎之上延伸出來的。所以，理解「相對性原理」和「光速不變原理」就顯得尤為重要。
那今天就讓我帶領大家一起看看什麼是「相對性原理」、什麼是「光速不變原理」，以及「相對性原理」與「光速不變原理」在實際問題中是怎樣相互牴觸的！這也可以為您理解「狹義相對論」打下一個堅實的基礎！
首先，我們先來理解一下什麼是相對性原理
相對性原理首先是由伽利略提出的，而伽利略是如何去理解相對性原理的呢？
在日常生活中，我們都見過這樣的一些現象：
將一些蝴蝶放在靜止的房間內或者放在做勻速直線運動的車廂裡，我們可以觀察到，蝴蝶在這兩種空間內的飛行情況基本上是相同的，不會因為車廂在運動而影響任何一隻蝴蝶的飛行！
或者說一個人在靜止的房間裡邊立定跳遠，不管你朝著哪個方向跳，也總是和在做勻速直線運動的車廂中跳遠所跳出的距離是相同的。
生活中這樣的現象數不勝數，而通過我們認真的思考和推理就會發現，我們根本不可能憑藉觀察勻速直線運動的車廂中發生的任何事情來辨別這個車廂到底是運動的還是靜止的！就好比我們不能用坐在自己座位旁邊乘客的運動狀態來判斷整個列車到底有沒有運動一樣！
在你看來你座位旁邊的乘客是靜止的，但是在地面上的行人看來，他卻是運動的；在你看來是靜止的地面（或者說地球），卻也在圍繞著太陽公轉和自轉。也就是說，我們對於任何一個物體運動狀態的研究，都取決於觀察者所選擇的參照物，選擇的參照物不同，對其運動狀態的描述就是不同的，而你所選擇的這個參照物就是參考系。
我們把靜止的或者做勻速直線運動的參考系叫做慣性參考系，簡稱慣性系。
伽利略通過對這些現象的思考和總結，歸納出了相對性原理：他認為自然現象的運行規律（機械運動的力學規律）在所有慣性參考系當中都是相同的。
下面，讓我們一起來看一看什麼是光速不變原理
光速不變原理是愛因斯坦狹義相對論的一個基本假設，光速不變原理指的是：
無論在哪一種慣性參照系中觀察，光在真空中的傳播速度都是一個常數「299792458 m/s」，這個常數不會隨著光源和觀察者所在參考系的相對運動而改變。
對於光速不變原理最為直接的證據就是麥可遜—莫雷實驗。
麥可遜—莫雷實驗的目的：為了測量地球相對於人們誤認為存在的絕對參考系（以太系）的運動速度。
如果真有以太存在，當時物理學家普遍認為以太系是絕對靜止的參考系，那麼地球相對於以太系就是運動的，根據伽利略的速度疊加原理，我們通過測量地球上向不同方向發射的光速差就可以直接得到地球相對於以太的運動速度。
通過測量發現，地球上朝著任意方向發出的光線速度都是相同的，他們還在不同的地點、不同的時間進行了多次測量，但其結果都是相同的。
這個實驗歪打正著，雖然沒有測量出地球相對於以太的運動速度，但是發現了在地球上朝著各個方向發射的光速都是相同的。
不僅僅是這個實驗，以後相當多的實驗都證明了，真空中光速確實是不變的！比如說：
為什麼我們看到的恆星都是一個一個的小圓點？
我們可以用下面的假設來進行證明：
由於恆星自轉、公轉等等因素，所以，從恆星上各部分發出的多束光線就有可能順著自轉方向、也有可能逆著自轉方向，如果光速不恆定的話，這些光線的傳播速度就不會相同，那麼恆星同時發出的光線到達地球時就會有時間差，但是恆星是不斷發光的，可能就會出現以下情況：一小時前發出的光線和一小時後發出的光線同時到達人眼，可是經過了一小時時間，這個恆星的位置早已發生了變化，那麼，我們看到的恆星就應該既在一小時前的位置又在一小時後的位置，也就是說，我們看到的應該是兩個位置。如果這個時間間隔小一點的話就應該是拉長的直線。
但是這個與實際情況不相符，我們看到的所有恆星都是一個一個的圓點，說明不管是順著恆星自轉方向還是逆著恆星自轉方向，恆星發出的光線速度都是相同的！
恆星的光行差長期保持不變
光行差的簡單理解：光行差是由於光源與觀察者的相對運動造成的，意思是哪怕處於我們頭頂的恆星，由於地球的公轉，光線也不會垂直照射下來，而是會傾斜一個角度，就跟下雨的時候我們站在雨中不動，雨傘就必須要打在頭頂，如果我們向前走或者向前跑雨傘就應該向前傾是一個道理！
地球繞太陽公轉、地球自轉造成了周年光行差、周日光行差；以及太陽系的自轉造成了長期光行差。如果光速可以疊加，最起碼由於地球的公轉速度不恆定會引起觀察者相對於光速的變化，從而導致周年光行差的改變，可是通過長期觀察測量發現，光行差是保持不變的，也就是說，光速並沒有疊加，或者說光速是恆定的！
在了解了什麼是「相對性原理」和「光速不變原理」之後，我們再來看看這兩個基本原理之間究竟是怎樣相互牴觸的
假設有一架正在以速度v飛行的飛機打開了飛機上的大燈，請問飛機上的大燈發出的燈光相對於地面上靜止的人的傳播速度是多少呢？大燈發出的光相對於飛行員的傳播速度又是多少呢？
你可能會毫不猶豫的回答相對於地面上靜止的人傳播速度是c+v，而相對於飛行員傳播的速度是c-v，這麼簡單的問題還用問？
可是你別忘了上面我們所介紹的內容：「光速不變原理」，在任何慣性參考系中觀察，光的傳播速度都是相同的！
到底是「相對性原理」出了問題還是「光速不變原理」不對呢？我們究竟應該相信哪一個呢？根據經驗，「相對性原理」是那樣的簡單，符合我們的認知規律，在描述經典力學規律時又是那樣的精確，肯定是不會錯的。
可是「光速不變原理」也同樣經受住了科學家的不斷驗證，而在洛倫茲關於電動力學和光現象的研究中「光速不變原理」又是那樣的理所應當、不可爭辯。
我們到底該相信哪一個？我們到底應該怎麼辦呢？敬請關注下一篇文章，讓我們一起欣賞愛因斯坦究竟如何力挽狂瀾，他是怎樣巧妙地將「相對性原理」與「光速不變原理」融合在一起，又是如何提出了「狹義相對論」。