狭义相对论和广义相对论分别是爱因斯坦于1905年和1916年建立并发表的理论。在此之前，主要盛行的是经典力学。该理论是关于物质个体行为的理想物理学。

由于经典力学的研究范围主要是与人的尺度相近的宏观范围，在此范围内空间效应尚不明显，因而经典力学是一个忽略了空间效应的理论。

然而，进入二十世纪，人类的认识扩展至宏观范围以外的领域，如进入高速领域和宇观领域，发现了许多新的现象。

比如，迈克尔逊-莫雷实验的零结果，说明光速是不变的；

比如，水星存在着经典力学无法解释的多余进动，即每世纪约为43秒的剩余进动。

上述现象的本质，是因为在宏观范围以外的领域，作为物理背景的空间效应显现了出来。此时，物体的行为不再是个体的一维结果，而是物体与其外部空间相互作用的共同产物。

这个问题要从伽利略变换说起。

物质在时间和空间中的运动构成了宇宙。物质是无限可分还是无限不可分？宇宙是无限的没有原点，还是有限的有原点？人的意识是源于物质的客观性还是某种“创造性”？先有鸡还是先有蛋？……宇宙中的一系列客观存在，说到底都是自洽的、完整的、守恒的(近似的)形式，都只能以自洽的形式存在。

狭义相对论以洛仑兹群为基础，初步给出了时间和空间的自洽完备性质。本文给出了一个由时间和空间形成的拓扑不变性质，或者说拓扑守恒性质，即光速是一个拓扑不变性质，是一个守恒量，或者说是时空拓扑中的一个度量。

狭义相对论并没有把物质和时空“连接”起来，只是把时空“浓缩”成一个拓扑，或者说把时空“编码”在一个信息空间里，一个线性群——洛仑兹群。该群上的规则或运算是洛伦兹度规下的普通加法运算。洛仑兹度规其实给出了这个群的自洽性，但它的运算仍然是普通的加法，并不美观。“精致美观”是指任何拓扑运算规则，如果是普通的加法，甚至是普通的乘法，必然是“普通拓扑”和“苍白形式”，在形式上并不简洁美观。它必须扩大，而且必须立即扩大。

实际上，狭义相对论的“苍白”源于其将时空与物质割裂开来，未能形成物质、时间和空间自洽完整的拓扑形式。事实上，物质、时间和空间不仅要“自洽”，信息(能量)和运动也要“自洽”。