现代物理学/麦克斯韦方程组

迈向相对论的下一步是詹姆斯·克拉克·麦克斯韦发展了电磁方程。这些方程的一个直接结果是预测了电磁波，而电磁波很快就被识别为诸如光之类的事物。

电磁波的第一个难题之一是明显的介质缺乏。与其他波现象（如弦上的波或海浪）不同，物理学家对电磁波中“波动”的东西知之甚少。为了克服这个困难，他们只是假设有一个充满整个空间的介质，称为发光以太，电磁波在其中传播。

第二个难题是麦克斯韦方程预测这些电磁波始终以相同的速度c传播，无论观察者的速度如何。这立即引出了一个问题“相对于什么？”当然，当时公认的答案是相对于发光以太的静止系，称为以太系。这试图挽救伽利略相对论，该相对论要求波速取决于观察者。