现代人都知道， 我们脚下的大地并不是静止不动的。 事实上， 在读者们阅读本文标题的短短一秒钟里，我们脚下的大地已随着地球的自转移动了几百米 (除非你很靠近两极 - 不过那里不见得有互联网)， 随着地球 (绕太阳) 的公转移动了 30 公里， 随着太阳系 (绕银河系中心) 的公转移动了 220 公里。 而我们的银河系也没闲着， 它相对于所谓的宇宙微波背景辐射参照系移动了 550 公里。 这些运动大多数比火箭还快得多， 我们的祖先却在很长的时间里一无所知， 这是为什么呢？ 这个问题是我们的前辈在接受地球运动这一观念时面临的一大困扰，也是近代科学的一个启蒙性问题。
近代科学的先驱者之一， 意大利物理学家伽利略 (Galileo Galilei) 在名著《关于两大世界体系的对话》(Dialogue concerning the Two Chief World Systems) 中对这一问题作了精彩的分析。 伽利略注意到， 地球运动的观念初看起来有违经验， 其实却不然。 相反， 我们的经验表明，在一间封闭的船舱里， 哪怕船在运动， 只要运动足够均匀， 我们就无法发现它与处于静止时的任何区别。 如果我们扔一块石头， 往船头和船尾可以扔得一样远； 如果我们观察一只小鸟的飞翔，它往哪个方向飞也都一样轻松。
我们现在知道， 伽利略发现并归纳的这一结果 - 即在所有匀速运动的参照系中，自然现象由相同的规律所支配 - 是一条重要的物理学原理： 相对性原理。 不过在伽利略之后两百多年的时间里， 物理学的发展虽然迅速，相对性原理却不曾有机会展示它的真正威力。
但是到了十九世纪末， 情况有了变化。 那时候， 物理学家们遇到了一个恼人的问题， 那就是当时最成熟的两类物理学规律 - 力学和电磁学规律 - 似乎不能同时满足相对性原理。 也就是说， 如果力学规律满足相对性原理，那么电磁学规律就不满足相对性原理， 反过来也一样。 这个 “鱼和熊掌” 的局面让他们深感为难，考虑到力学规律满足相对性原理是自伽利略以来就被牢牢确立的事情， 物理学家们大都决定舍电磁学而取力学。 但问题是： 如果舍了电磁学， 那就意味着我们能通过在伽利略船舱里做某些电磁学实验，来分辨轮船的运动。
情况果真如此吗？
还别说， 物理学家们真的做了那样的实验， 他们选择了一条很特殊的大船： 地球。 毫无疑问， 这是一条运动的大船，这一点在十九世纪末已是凡地球人都知道的常识。 他们做的实验是什么呢？ 是一个测定电磁波速度的实验。 如果电磁学规律不满足相对性原理， 那么电磁波沿不同方向的传播速度就会不一样 - 除非地球恰好是静止的。 实验的结果是什么呢？ 让人大跌眼镜， 地球竟然真的是静止的！ 这下麻烦大了， 难道兜了几个世纪的大圈子，我们又要重回地心说的年代？
幸运的是， 这时有位名叫爱因斯坦 (Albert Einstein) 的专利局职员及时作出了一个相反的选择：舍力学而取电磁学。 这样一来， 所有证明地球静止的电磁学实验就都不再有效， 比方说测定电磁波速度的实验就会象在伽利略船舱中扔石头一样无效。 而我们 - 谢天谢地 - 也就不必重回地心说年代了。 但问题是： 既然舍了力学，那力学规律该怎么办？ 爱因斯坦的回答很简单， 那就是 “削足适履”。既然力学规律这只脚放不进相对性原理这只鞋， 那就修改力学规律。 比方说物体的质量原本被认为是常数， 经过修改后就变成了与相对运动有关。 爱因斯坦的这一回答实际上是把相对性原理提升为了一条比电磁学和力学规律都更基本的原理，由此建立的理论就叫相对论。 相对论在更广阔的背景下再次确立了伽利略的分析， 即在伽利略船舱中所做的任何实验或观测， 都不可能分辨轮船的运动。
在此后一个多世纪的时间里， 得到无数实验验证的相对论成为了现代物理学最坚实的基石之一。 我们描述基本粒子的理论被称为相对论量子场论，我们描述宇宙的理论被称为广义相对论， 我们描述日常现象的力学、电磁学等也全都满足相对论的要求。 而当年的专利局职员则成为了有史以来最伟大的科学家之一。
一切似已尘埃落定。
但是， 物理学家们注定是一群不安分守己的人， 新的探索无论对于他们的好奇心还是职业都是必不可少的。相对论无疑是一座巍峨的高山，但物理学家们仍然要问： 山的那边还有没有风景？