既然古典的時空概念是在人類日常生活體驗的基礎上建立起來的，那麼，要是今天根據高度發展的實驗技術建立的精密的觀察方法表明，那些舊的概念過於粗糙，過於不精確，它們之所以能夠用在日常生活中，能夠用於物理學發展的初期，僅僅是由於它們同正確概念的差異相當微小。那麼，我們就不應該大驚小怪了。
光的速度
還在人類智慧發展的最初階段，人們就已經明確地把空間和時間看做發生各種事件的舞台。這種概念一代一代地傳下來，沒有什麼實質性的改變；並且，從精密科學開始發展以來，它就被用作對宇宙進行數學描述的基礎。
過去，人們極其堅定地相信這些古典的時空概念是絕對正確的，因此，哲學家們常常把它們看做某種先驗的東西，而科學家們連想也沒有想到可能有人對這些概念產生懷疑。
但是，在２０世紀剛開始的時候，人們開始了解到，要是硬把實驗物理學最精密的方法所得到的許多結果納入古典時空概念的框框，就會出現一些顯而易見的矛盾。這個事實使當代最出色的物理學家愛因斯坦產生了一個革命的想法，他認為，如果拋開那些傳統的借口，就根本沒有任何理由把古典的時空概念看做絕對真理，人們不僅有可能、並且也應該改變這些概念，使它們同新的、更精密的實驗相適應。
使古典概念從根本上遭到批判的一個最重要的實驗結果，是人們發現了真空中的光速是一個常數（等於300，000公裏每秒），並且是一切可能的物理速度的上限，也就是說，不管觀察者在做什麼運動，也不管光源在做什麼運動，光在真空中的速度總是具有恒定的值。
人們在實驗中確實發現，兩個速度的合成值總是小於它們的和。在合成速度方麵，有一個非常簡單的新公式：
v=（v1+v2）/[1+（v1v2/c2）]
從這個公式可以看出，如果原來兩個速度都很小（同光速相比較而言）那麼，上式分母的第二項同１相比較，就可以略去不計，這時，你所得到的就是古典的速度相加定理。但是，如果v1和 v2都不算小，那麼，你所得到的結果就總是比這兩個速度的算術和小一些。也就是說，不管把多少個速度相加起來，也永遠得不到比光速更大的速度。
[擴展閱讀] 邁克耳孫和莫利的實驗
19世紀末，美國物理學家邁克耳孫和莫利千方百計想觀察地球的運動對光的傳播速度的影響。他們的腦子裏還是當時流行的觀點，認為光是一種在被稱為“以太”的媒質中運動的波。這樣，它的表現就應該像在池塘表麵上運動的水波那樣。當時人們還認為，地球也是在穿過這種以太媒質運動的，很像是一艘在水麵上運動的小船。在小船上的乘客看來，小船激起的漣漪朝著小船運動方向向前擴展的速度，要比漣漪向後擴展的速度慢一些，因為在前一種情況下要從漣漪原來的速度減去小船的速度，而在後一種情況下卻要把兩個速度相加起來。我們把這叫做速度相加定理，這個定理一直被看做是不證自明的。因此，在穿過以太運動時，光的速度同樣應該隨著它相對於地球運動的方向的不同而顯得不盡相同。既然如此，隻要測量出光在不同方向上的速度，就應該能夠測定地球在以太中的運動速度了。
但是，邁克耳孫和莫利卻發現，地球的運動對光速根本沒有任何影響，不管在哪一個方向上，光的速度都是完全相等的。這個發現使他們本人和整個科學界都大吃一驚。
時空概念
既然我們承認速度有一個上限，我們現在就可以著手批判古典的時空概念了。在這裏，我們的第一支箭要對準根據這種概念建立起來的同時性概念。