十九世紀中葉，麥克斯韋建立了電磁場理論，并預(yù)言了以光速C傳播的電磁波的存在。在十九世紀末，實驗完全證實了麥克斯韋理論。電磁波是什么?它的傳播速度C是對誰而言的呢?當時流行的看法是整個宇宙空間充滿一種連續(xù)介質(zhì)叫做“以太”，光線和射電訊號是在以太中的波動。完整理論需要的是仔細測量以太的彈性性質(zhì)，為此，哈佛大學建立了杰弗遜實驗室，整個建筑不用任何鐵釘，以免干擾磁測量，然而因策劃者忽視了褐紅色磚頭中所含大量鐵，預(yù)計實驗無法如期進行。到世紀之末，開始出現(xiàn)了和穿透一切以太的觀念的偏差，如果認為地球是在一個靜止的以太中運動，那么根據(jù)速度疊加原理，在地球上沿不同方向傳播的光的速度必定不一樣，但是實驗否定了這個結(jié)論;如果認為以太被地球帶著走，又明顯與天文學上的一些觀測結(jié)果不符。就此，人們發(fā)現(xiàn)，這是一個充滿矛盾的理論。

1887年阿爾伯特·邁克爾遜和愛德華·莫雷利用光的干涉現(xiàn)象進行了非常精確的測量，仍沒有發(fā)現(xiàn)地球有相對于以太的任何運動。對此，洛侖茲(H.A.Lorentz)提出了一個假設(shè)，認為一切在以太中運動的物體都要沿運動方向收縮。由此他證明了，即使地球相對以太有運動，邁克爾遜也不可能發(fā)現(xiàn)它。愛因斯坦從完全不同的思路研究了這一問題。他指出，只要摒棄牛頓所確立的絕對時間的概念，一切困難都可以解決，根本不需要什么以太。