热学的分子运动，光学的粒子运动、电学的电子运动等，但又发生了意外，即有些现象不符合牛顿的机械观念了。比如磁学的发现，磁针会在电场中偏转，只要电场中的场强发生变化，就会产生电子运动，使得磁针发生偏转，还有感应电流的产生等，还有黑体辐射等问题。黑体只是吸收粒子辐射而不反射粒子，虽然它本身也有辐射发生。黑体吸收，而不反作用，这是不符合牛顿力学原理的。
电流的产生本依赖于电子在电线中的运动，现在因为磁场的变化而产生电流，这又是怎么一回事呢？磁场是什么物质？是个什么存在？现实地它导致无线电的产生。即发射磁场可以扩散到远距离的电线接受后变成弱电流，形成信号，因此发明了收音机、电视机、手机等。牛顿力学的前提是惯性系统坐标的存在，即存在静止或者匀速直线运动，实际上不存在。
。建立在假设或者思想实验的基础上，但由于光学电磁学的出现对这个假设进行了颠覆，促使了相对论的产生。广义相对论也是建立在假设基础上的，即光速不变。光速在任何系统里都是保持不变的。为什么呢？因为光速是可以观察的最高的宇宙的速度，超过这个速度或者等于光速，物质的质量就会发生变化，减小变成能量，因为速度接近光速，再施加增速度是困难的，只有牺牲物质自身。
质量与能量在接近光速时变得等价。牛顿定律因此只适用于低速度。牛顿定律的公式本是说物体受力只与质量与加速度有关，与 速度本身是没有关系的。而光速度突破了这个公式。光速度或者电磁速度的确定还造成了牛顿定律假设前提的改变，即不需要惯性系统的假设，以光速为参考即可。假如有牛顿或伽利略的系统发生事件中有光的参与，一切就变得完全不同。
例如，上升的电梯里光打入电梯里，电梯里内外的人是不会看到同一束光线的。因为在电梯里的人是相对电梯静止，而电梯外的人是相对电梯运动的。他们描述的光线是不同的。外面的人感到要光线打入电梯里的人看到的同样的光线，这样的光线是弯曲的。因为电梯在上升，有时间差。光线是弯曲的，这个结果很让人吃惊。不过爱因斯坦解释到，这不奇怪，光线是由光子组成的，光子是有能量的，有能量就有质量，有质量就会受到引力，受到引力就被产生位移，有位移，光线的轨迹就会是一条曲线。
这部分是选择必修内容，并不是那么好理解。这样就把机械观念给突破了。达到广义相对论的角度。牛顿定理变得只适用于低速度。而根据空间几何学，欧几里得几何学也变成了非欧几何学。在地球上空的几何学中，空间也是有歪曲的性质。因此这个理论也是与数学相对应的。磁学的电磁感应也是一种力，这个力与牛顿力也是不同。磁场的变动产生电流，电流又产生磁场。
电荷的运动产生磁场，电荷运动越快，磁场越强。这些力都表现得与牛顿的机械力不同。声音在空气中传播是以空气为媒介的，表现为一种声波，一种能量的传递，那么光或者电磁在空间传播是以什么为媒介的呢？最早的时候说是以太，为什么不是空气呢？如果光波或电磁波是一种波，那么是需要有媒介的。因为波动是一种介质的运动状态。
既然不是空气，那么可能是以太。但是以太被实验证明不存在，以太的力学结构是什么样的呢。无从得知。这样光电磁学就脱离了牛顿机械定律。但光、磁也许是一种粒子，是一种物质本身的辐射。这又涉及到原子学、基本粒子学说。在原子核学说里也有很多研究，但是电子的存在又是一种概率般的存在，是一种电子云，并不是确定的某个物体，是一种特殊的物质。
以往人们认为热是一种热质，热只是能量的一种形式，在相对论中被证明是对的，因为能量就意味着质量，只是这质量太小太小，可以忽略不计。发热的铁比冷的铁要重，因为增加了能量。如果你能追上声音的速度，那么你可以听到一般不会听到的声音。子弹的速度超过声速，因此，一个人被子弹击中，他是不会听到枪响声音的，除非很近。
子弹先于枪的声波到达这个人。如果你能超过光速，你能看到过去的事情，看到过去发生的事情。但不可能。不过，你能接受8分钟后才到达地球的太阳光线。这对于太阳来说已经是发生了8分钟后的事情了。你能收到手机信息电视信号，也是有时间差的。因为光速度或者电磁的速度虽然是最大的，再大似乎不可能，但还是有速度的，传播是需要时间间隔的。
