giờ rảnh, Einstein nghiên cứu rộng rãi tác phẩm của các nhà triết học, khoa học
và toán học. Chẳng bao lâu sau ông đã chuẩn bị đầy đủ để tung ra một loạt
những đóng góp mới cho khoa học, những đóng góp sẽ có tiếng vang rộng lớn
sau này.
Trong tác phẩm năm 1905, Einstein tung ra “
Thuyết Tương đối đặc biệt
” làm
rung chuyển quan niệm chung về không gian, thời gian, vật chất và năng lượng.
Toàn bộ thuyết tương đối này dựa vào hai giả thuyết cốt yếu. Giả thuyết thứ
nhất là: mọi sự chuyển động đều có tính chất tương đối. Để có một ý niệm cụ
thể về nguyên tắc này, người ta thường hay lấy ví dụ người ngồi trong toa xe
hỏa đang chạy. Nếu tất cả các cửa đều đóng kín, tối như bưng thì mọi người
ngồi trên xe không có ý thức gì về tốc độ và phương hướng, thậm chí có lẽ
không biết cả xe đang chạy nữa. Một người đi tàu thủy, nếu các cửa đóng kín,
cũng ở trong tình trạng tương tự. Chúng ta nhận thức được sự chuyển động là
qua sự tương đối với các vật khác. Ngay cả trái đất quay chúng ta cũng không
nhận thấy, nếu không có những tinh cầu khác để so sánh.
Giả thuyết trụ cột thứ hai của Einstein là:
Tốc độ của ánh sáng không bị lệ
thuộc vào sự chuyển động của nguồn sáng.
Tốc độ của tia sáng bao giờ cũng
là 186.000 dặm một giây đồng hồ (xấp xỉ 300.000km/giây), bất kỳ ở nơi nào.
Tia sáng xuyên qua trong toa xe hỏa đang chạy cũng có tốc độ ngang với tốc độ
tia sáng chạy ở ngoài toa xe. Không có mãnh lực nào vượt được tốc độ của ánh
sáng, chỉ tốc độ hạt điện tử mới suýt soát được với tốc độ của ánh sáng. Như
vậy ánh sáng là thực thể độc nhất trong vũ trụ không bao giờ biến đổi.
Cuộc thí nghiệm nổi tiếng do hai nhà khoa học Mỹ Michelson và Morley thực
hiện vào năm 1887 đã tạo cơ sở cho thuyết của Einstein về ánh sáng. Để đo tốc
độ của ánh sáng cho đúng một cách tuyệt đối, hai nhà khoa học kia đã chế ra
một hệ thống máy móc như sau: Hai đường ống, mỗi đường ống dài chừng một
dặm được đặt thẳng góc với nhau. Đường ống thứ nhất đặt theo cùng chiều với
chiều trái đất quanh chung quanh mặt trời, đường ống thứ hai hướng ngược lại
với chiều quay của trái đất. Ở đầu mỗi một đường ống đặt một tấm gương cùng
một lúc chiếu vào cả hai đường ống một chùm ánh sáng. Thời đó người ta tin
rằng chỗ nào trống không, là có khí éther, và nếu thuyết này đúng thì một tia
sáng sẽ chạy theo đường ống như người ta bơi ngược chiều, và một tia sáng
khác sẽ chạy theo đường ống như người ta bơi xuôi chiều. Nhưng sau cuộc thí
