아인슈타인과 상대성이론의 형성

이미 1851년 프랑스의 과학자 피조는 움직이는 유체 속을 지나는 빛의 속도가 고전 역학적인 속도 합성 공식에서 벗어나는 현상을 관찰한 바가 있었다. 이것 역시 움직이는 물체의 전자기 현상을 다룰 때 나타나는, 갈릴레오 변환에 대해서 불변으로 유지되지 않는 현상의 한 예였다. 빛과 가까운 속도로 달릴 때 나타나는 고전 역학에서 벗어나는 여러 난제는 전자의 발견 이후 전자의 속도가 빛의 속도의 1/3에서 1/30 정도로 빠를 때 전자의 외견상의 질량이 증가하는 현상이 19세기말에 카우프만과 레나르트와 같은 여러 과학자들에 의해서 관찰됨으로써 더욱 심화되었다. 하지만 당시 과학자들은 고전 전자기학의 테두리 내에서 이 문제를 해결하려고 했다. 한편 1887년 미국의 마이컬슨과 몰리는 지구의 운동과 에테르와의 상호작용을 확인하려는 간섭 장치를 이용한 실험에서 지구 운동이 에테르에 미치는 영향을 확인할 수 없었다. 이런 실험적 사실을 설명하기 위해서 1892년 네덜란드의 물리학자인 로렌츠는 지구의 운동 방향으로 물체가 제한된 범위 내에서 수축한다는 하나의 미봉가설을 제기하기도 했다. 아인슈타인은 비교적 자유로운 생각을 많이 할 수 있었던 스위스 칸톤 학교 시절인 16세 때부터 이미 물체가 빛과 같은 속도로 달리면 어떤 현상이 나타날 것인가에 대한 생각에 골몰했다고 한다. 또한 아인슈타인의 집안은 발전기나 모터를 만드는 전기공학자 집안이었고, 아인슈타인 자신도 전기공학자가 되려고 공과대학에 들어갔으며, 스위스 베른의 특허국에서 전기공학 전문가로 일했다. (물론 아인슈타인은 자신이 정식으로 결혼하기 전인 1901년 봄 자신의 첫번째 부인인 밀레바 마리치와 코모 호숫가의 눈 덮인 산록으로 밀월 여행을 떠난 뒤 임신했던 것으로 여겨지는 리제를(Lieserl)이라는 사생아 문제 때문에 서둘러 직장을 찾았고, 그 결과로 특허국에 취직하게 된 것이다.