我就只谈狭义相对论发现的过程，不谈广义相对论。可能题主是学文科的，所以我尽可能用最简单的自然语言表达，所用到的数学方程只有一个，小学都学过的勾股定理。所以，只要你集中一点精力阅读，我保证你能懂什么是狭义相对论。以及为什么相对论如此坚实可靠。-------------------------------------------------------爱因斯坦时代，当时最快的东西就是火车，狭义相对论讨论的是光速，当时的科技手段，怎么做实验验证相对论？正因为当时不可能验证，被认为是人类理性智慧最高成就的相对论，是没有获得诺贝尔物理学奖的。
今天是怎么验证相对论的？比如：飞机上放一个精确的原子钟（动钟）、发射卫星观察相对论效应（gps）、粒子加速器中加速基本粒子......等等。爱因斯坦说：想象比知识更重要 。但对一般人来说是想象是「意淫、白日梦、脑补」，对爱因斯坦来说却叫「理想实验」，或者是物理学家费曼说的「规范想象」。狭义相对论是纯粹思想实验和逻辑推导，但是，即便当时没有很高的观测技术进行实验验证，也挑不出错误。
这是因为狭义相对论这是一个厚积薄发的过程，这是一个从伽利略、牛顿就开始的马拉松长跑，爱因斯坦是最后一棒，冲到了终点站。（狭义相对论不被爱因斯坦发现，其他人有可能发现，但是广义相对论，如果不是爱因斯坦，可能还过两百年都不会有人发现。）狭义相对论所需要的两个科学原理：「相对性原理」「光速不变原理」是人类积累了几百年的认知，而且有其他科学家的实验验证（MM实验），以及电动力学的理论预言（麦克斯韦方程组）。
相对论就是在这两个原理之上的逻辑推导。下面，简单说一下这两个【第一原理】。相对性原理：任何物理学实验都无法区分静止和匀速直线运动的参考系，一切物理学规律在惯性系中等价。你在地球上跳高不需要考虑地球的自转和公转。如同你在匀速行驶的火车打乒乓球不需要考虑火车运动。无论是地球、月亮上、外星球（惯性参考系系），物理规律是一样的，这几乎也是不证自明的。
我们人类去过最远的地方是月球，NASA的宇航员还特地验证铁锤和羽毛的下落速度一样。我们可以推而广之，自由落体定律全宇宙都成立。所以，我们没去过火星，依然能将探测器送上火星。这些都说明惯性系平权的，不存在一个特殊参考系，这些都是非常符合直觉，几乎不言自明，所以，爱因斯坦将其上升全称判断：相对性原理（叫『公设、假设』都可以）。
「速度合成」和「伽利略变换」也就是说的运动的相对性，这很好懂：比如：在匀速前进火车上，你拿一个小铁球松开，掉到火车地板上，你觉得铁球的下落是直线，但是相对地面观察者（地球这个惯性参考系），却是曲线。图很渣，意思明白就行，火车参考系，球的下落是直线地球参考系：因为下落的过程中，火车在运动，地名观察者认为球的下落轨迹是曲线。
（其实人也在动，这里没办法描述。）说简单一点就是：你在行使的火车上将东西扔给同在火车另一个人，你根本无需考虑火车速度。但是，你要扔给火车外面的都人，就要考虑火车的速度了。这些都是简单的常识，几乎不可能错。所以，相对性原理错了，那才是怪！光速不变原理光速不变原理不是常识，而且极其违背「速度合成」的直觉。
但却是一个有着精确实验和电动力学理论推导作为支撑的的结论。【迈克尔
