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1879年3月14日，爱因斯坦出生。 说起爱因斯坦，你一定会想到相对论。 那么你知道为什么现代物理学离不开量子论和相对论吗？
19世纪末，经典物理学的各种理论已经相当完善，当时的许多物理学家普遍认为已经达到了顶峰。 英国著名物理学家开尔文的话很有代表性。 他说：“在已经基本建成的科学大楼里，年轻一代的物理学家只需要做一些零星的修缮工作就可以了。” 不过，开尔文还是有慧眼的。 他还指出：“在物理学晴空的远处，有两朵令人不安的小乌云。” 这“两朵乌云”指的是当时经典物理理论无法解释的两个实验：一个是热辐射实验，另一个是迈克尔逊-莫雷实验。 正是这两朵小乌云很快给经典物理学带来了一场革命性的风暴。 这两个实验和其他实验的土壤中孕育出的“量子论”和“相对论”奠定了现代物理学的基础。
受热的物体开始发出红光。 随着温度的升高，亮度也随之增加，光的颜色逐渐从红色变为黄色再到蓝白色。 这种现象称为热辐射。 由于光的颜色随着温度的变化而有规律地变化，有经验的炼钢工人可以根据钢水的颜色来判断钢水的温度。 为了从理论上总结热辐射规律，19世纪，物理学家根据发光波长推导了热辐射物体能量分布的两个公式：维恩公式和瑞利-詹斯公式。 然而，这两个公式计算的结果无论是长波还是短波都与实验结果不一致。 物理学家对此感到困扰。 1900年，德国物理学家普朗克推导出了一个与实验结果完全一致的公式，但他不得不假设，发光原子辐射能量时，并不是连续地释放能量，而是一点一点地释放。 辐射能量是最小单位的整数倍，能量的最小单位称为能量量子。 能量被分成量子的现象称为能量量子化。 这种量子化现象在分子、原子和基本粒子组成的微观世界中普遍存在。 例如，自然界中所有带电物体所带电量有一个最小单位，即带电物体所带电量为e的整数倍。 量子概念的建立为研究微观世界运动规律提供了重要的理论武器。
经典物理学遇到的另一个困难是如何解释迈克尔逊-莫雷实验的结果。 这个实验是为了证实“以太”的存在。 此前，人们知道光可以在真空中传播。 然而，根据经典物理学的观点，任何一种波的传播都需要介质。 例如，声波的传播主要依靠空气。 月球上没有空气，所以人们听不到他们的讲话。 为了解释光的传播，物理学家必须假设宇宙中到处都存在一种“以太”，它比空气轻得多，但比钢硬。 1887年现代 物理学家，美国物理学家迈克尔逊和化学家穆雷合作进行了足够精确的光学实验，试图证实以太的存在。 然而，实验结果却让物理学家陷入了两难的境地。 他们要么必须放弃“以太理论”，要么否认更重要的哥白尼“地震理论”。 20世纪初物理资源网，伟大的现代物理学家爱因斯坦找到了摆脱困境的出路。 他在总结实验和前人工作的基础上建立和发展了相对论，并指出经典物理理论不适用于接近光速的高速运动。 研究高速运动规律时，必须从新概念出发，用相对论来解释。
现代物理学经常处理的对象是“小”和“快”。 因此，要想踏入在现代物理学土壤中生长起来的原子能、半导体、激光、超导等新兴科技领域，就必须学习量子论和相对论。 热辐射实验和迈克尔逊-莫雷实验恰恰暴露了经典物理理论不适用于微观世界和高速运动。 不过，年轻的朋友们千万不要认为量子论和相对论与经典物理格格不入。 如果用量子论和相对论来研究质量很大或速度很慢的物体现代 物理学家，它们得出的结论与经典物理学得到的结论是一模一样的。 因此，量子论和相对论都包含了相应的经典物理理论，而后者是前者在宏观和低速情况下的近似。