Ba định luật nổi tiếng của Newton đã đặt nền móng cho ngành vật lý cổ điển suốt từ cuối thế kỷ 18 đến đầu thế kỷ 20. Tuy nhiên, khi công nghệ chúng ta phát triển, chúng ta bắt đầu chạm trán với những vật thể to như mặt trời, nhỏ như nguyên tử và nhanh như ánh sáng. Chúng ta đã phát triển các thiết bị đo đạc hiệu quả hơn, chuẩn xác hơn và phát hiện ra 1 điều: Ở cuộc sống hàng ngày, cơ học cổ điển của Newton đủ tốt để dùng, đủ tốt để đưa chúng ta lên mặt trăng. Tuy nhiên, khi chúng ta nghiên cứu những thứ quá lớn, quá nhỏ, quá nhanh thì cơ học cổ điển của Newton đã không đủ tốt nữa.
Vấn đề đầu tiên mà chúng ta gặp phải đó là vận tốc ánh sáng. Vào thời đó họ đã biết ánh sáng chuyển động rất nhanh (~300.000km/s) nhưng nếu 1 cái xe vừa chạy với vận tốc 60km/h xong bật đè pha thì sao? Ánh sáng sẽ di chuyển với vận tốc c+60 chứ? Tuy nhiên khi người ta làm thí nghiệm thì lại không phải như thế. Kể cả cái xe có chạy nhanh cỡ nào thì ánh sáng phát ra từ đèn pha vẫn không đổi. Vậy là vận tốc ánh sáng là bất biến, thì điều gì xảy ra?
