相対性理論に対する批判

19世紀末頃には、自然界のすべての力は電磁気的な起源を持つという見解（「電磁気的世界観」）が広く普及し、特にジョセフ・ラーモア（1897年）とヴィルヘルム・ヴィーン（1900年）の著作に顕著に表れていた。これは、ウォルター・カウフマン（1901～1903年）の実験によって裏付けられたように見えた。カウフマンは、物体の質量が速度とともに増加することを測定し、その質量が電磁場によって生成されたという仮説と一致した。マックス・アブラハム（1902年）はその後、電子を剛体かつ球形とみなしてカウフマンの結果の理論的説明を概説した。しかし、このモデルは、多くの実験（マイケルソン・モーリーの実験、レイリーとブレースの実験、トルートン・ノーブルの実験など）の結果と矛盾することが判明した。これらの実験によれば、観測者が光を伝えるエーテルに対して運動する（「エーテルドリフト」）ことは、数多くの試みにもかかわらず観測されなかった。アンリ・ポアンカレ（1902年）は、この失敗は「相対性原理」と呼ばれる一般的な自然法則から生じたと推測した。ヘンドリック・アントーン・ローレンツ（1904年）は、不動のエーテルの存在を前提とした詳細な電気力学理論（ローレンツエーテル理論）を構築し、長さ収縮と局所時間の影響を含む、ポアンカレがローレンツ変換と呼んだ一連の空間および時間座標変換を用いた。しかし、ローレンツの理論は、速度と電荷密度の変換式が間違っていたため、相対性原理を部分的にしか満たしていなかった。これは、電気力学方程式の完全なローレンツ共変性を得たポアンカレ（1905年）によって修正された。^{[ A 6 ] [ B 1 ]}

ローレンツの1904年の理論を批判して、アブラハム（1904）は、電子のローレンツ収縮には電子の安定性を確保するための非電磁力が必要であると主張した。電磁気的世界観の支持者である彼にとって、これは受け入れられないことだった。彼は、これらの力とポテンシャルが電子にどのように作用するかについての一貫した説明がない限り、ローレンツの仮説体系は不完全であり、相対性原理を満たさないと続けた。^{[ A 7 ] [ C 1 ]}ポアンカレ（1905）は、電子をまとめている非電磁ポテンシャル（「ポアンカレ応力」）がローレンツ共変的な方法で定式化できることを示し、原理的には重力についてもローレンツ共変モデルを作成できることを示した。彼は重力も本質的に非電磁気的であると考えていた。^{[ B 2 ]}こうしてローレンツの理論の一貫性は証明されたが、電磁気的世界観は放棄せざるを得なかった。^{[ A 8 ] [ A 9 ]}最終的に、アルベルト・アインシュタインは1905年9月に、現在特殊相対性理論と呼ばれるものを発表しました。これは、光速不変性に関連した相対性原理の根本的に新しい応用に基づいています。特殊相対性理論では、空間と時間の座標は慣性観測者の基準系に依存し、光を伝えるエーテルは物理学において役割を果たしません。この理論は非常に異なる運動学的モデルに基づいていましたが、両方の理論がポアンカレとアインシュタインの相対性原理を満たし、両方ともローレンツ変換を使用しているため、実験的にはローレンツとポアンカレのエーテル理論と区別できませんでした。 1908年にミンコフスキーがアインシュタインの相対性理論の幾何学的時空モデルを導入した後、ほとんどの物理学者は最終的に、エーテルに有用な役割を与えない、空間と時間に関する根本的に新しい見解を持つアインシュタイン＝ミンコフスキーの相対性理論を支持することにした。^{[ B 3 ] [ A 8 ]}

カウフマン、ブヘラー、ノイマンの実験：アブラハムとローレンツの理論のどちらが正しいかを決定的に判断するため、カウフマンは1905年に精度を向上させて実験を繰り返した。しかし、その間に理論的な状況は変化していた。アルフレッド・ブヘラーとポール・ランジュバン（1904年）は、電子が運動方向に沿って収縮し、横方向に膨張することで体積が一定に保たれるという別のモデルを開発した。カウフマンがまだ実験の評価を行っている間に、アインシュタインは特殊相対性理論を発表した。最終的に、カウフマンは1905年12月に実験結果を発表し、アブラハムの理論と一致しており、「ローレンツとアインシュタインの基本的仮定」（相対性原理）を否定する必要があると主張した。ローレンツは「私のラテン語はもう限界だ」という言葉で反応し、アインシュタインは1908年までこれらの実験について言及しなかった。しかし、他の人々はこれらの実験を批判し始めた。マックス・プランク（1906年）はデータの理論的解釈における矛盾を指摘し、アドルフ・ベステルマイヤー（1906年）は新たな手法を導入したが、特に低速領域では異なる結果が得られ、カウフマンの方法に疑問が投げかけられた。そこでブヘラー（1908年）は新たな実験を行い、相対性理論の質量公式、ひいては「ローレンツとアインシュタインの相対性原理」を裏付けるという結論に達した。しかし、ブヘラーの実験はベステルマイヤーによって批判され、両者の間で激しい論争が繰り広げられた。一方、フプカ（1910年）、ノイマン（1914年）らによる追加実験は、ブヘラーの結果を裏付けるように見えた。こうした疑念は1940年まで続き、同年、同様の実験によってアブラハムの理論が決定的に否定された。 （これらの実験に加えて、相対論的質量公式はスペクトル理論の研究過程で1917年までにすでに確認されていたことに留意すべきである。現代の粒子加速器では、相対論的質量公式は日常的に確認されている。）^{[ A 10 ] [ A 11 ] [ A 12 ] [ B 4 ] [ B 5 ] [ C 2 ]}

1902年から1906年にかけて、デイトン・ミラーはエドワード・W・モーリーと共にマイケルソン・モーリー実験を繰り返した。彼らは最初の実験の無効結果を確認した。しかし、1921年から1926年にかけて、ミラーは明らかに肯定的な結果をもたらす新たな実験を行った。 ^{[ C3 ]}これらの実験は当初、メディアや科学界で注目を集めたが^{[ A13 ]}、以下の理由で反証されたと考えられている。^{[ A14 ] [ A15 ]}アインシュタイン、マックス・ボルン、ロバート・S・シャンクランドは、ミラーが温度の影響を適切に考慮していなかったと指摘した。ロバーツによる現代の分析では、装置の技術的な欠陥と誤差範囲を適切に考慮すると、ミラーの実験は無効結果をもたらすことが示されている。^{[ B6 ]}さらに、ミラーの結果は、その前後に行われた他のすべての実験と矛盾している。例えば、ゲオルク・ヨース（1930年）はミラーの装置とほぼ同じ寸法の装置を用いたが、結果はゼロだった。レーザーやメーザーを用いてコヒーレンス長を大幅に延長した最近のマイケルソン・モーリー型実験でも、結果は依然として否定的である。

2011年に発表された「光速を超えるニュートリノ異常」において、OPERAコラボレーションは、ニュートリノの速度が光速よりわずかに速いことを示す結果を発表しました。しかし、2012年にOPERAコラボレーションによって誤差の原因が発見され、確認されたことで、最初の結果が完全に説明されました。最終的な論文では、光速と一致するニュートリノ速度が示されました。その後の実験でも光速との一致が確認されています（ニュートリノ速度の測定を参照）。

また、特殊相対性理論では加速度を扱うことができず、場合によっては矛盾が生じるという主張もありました。しかし、この評価は正しくありません。実際、加速度は特殊相対性理論の枠組みで記述できるからです（「加速度（特殊相対性理論）」、「固有基準系（平坦な時空）」、「双曲運動」 、「リンドラー座標」、「ボルン座標」を参照）。これらの事実に対する理解不足に基づくパラドックスは、相対性理論の初期に発見されました。例えば、マックス・ボルン（1909）は、剛体の概念を特殊相対性理論と組み合わせようとしました。このモデルが不十分であることは、ポール・エーレンフェスト（1909）によって示されました。彼は、ボルンの定義によれば、回転する剛体は半径を収縮させずに円周を収縮することになり、これは不可能であることを示しました（エーレンフェストのパラドックス）。マックス・フォン・ラウエ（1911年）は、信号の伝播速度は光速を超えることができないため、加速回転する物体は変形するため、特殊相対性理論では剛体は存在できないことを示した。^{[ A 16 ] [ B 7 ] [ B 8 ] [ C 4 ]}

ポール・ランジュバンとフォン・ラウエは、特殊相対性理論における加速を考慮することで、双子のパラドックスが完全に解決できることを示した。双子が互いに離れていく場合、一方が加速して他方に戻ってくると、加速している方の双子は少なくとも2つの慣性系に位置していたため、加速中にどの事象が同時に起こるかという認識が変化し、もう一方の双子はもう一方の双子よりも若くなる。もう一方の双子は単一の慣性系にとどまっていたので、何も変化しない。^{[ A 17 ] [ B 9 ]}

もう一つの例はサニャック効果です。回転するプラットフォームの周りを反対方向に2つの信号が送られました。信号が到着すると、干渉縞のずれが生じます。サニャック自身は、エーテルの存在を証明したと信じていました。しかし、特殊相対性理論はこの効果を容易に説明できます。慣性系から見ると、受信機が一方のビームから遠ざかり、もう一方のビームに近づくため、光速が光源の速度に依存しないことの単純な結果です。回転系から見ると、同時性の評価は回転中に変化するため、加速系では光速は一定ではありません。^{[ A 18 ] [ B 10 ]}

アインシュタインが示したように、非局所的に記述できない唯一の加速運動は重力によるものです。アインシュタインは慣性系が加速系よりも好まれるという事実にも不満を抱いていました。そこで、数年（1908～1915年）かけて、アインシュタインは一般相対性理論を開発しました。この理論には、ユークリッド幾何学を非ユークリッド幾何学に置き換えることが含まれており、その結果として生じる光の経路の曲率から、アインシュタイン（1912年）は（拡張加速系と同様に）拡張重力場では光速が一定ではないという結論に至りました。そのため、アブラハム（1912年）は、アインシュタインが特殊相対性理論にとどめを刺したと主張しました。アインシュタインは、特殊相対性理論は適用範囲（重力の影響を無視できる領域）内では依然として高精度で適用可能であるため、とどめを刺したなどと言うことはできないと反論しました。^{[ A 19 ] [ B 11 ] [ B 12 ] [ B 13 ] [ C 5 ]}

特殊相対性理論では、超光速での信号伝送は不可能である。なぜなら、これはポアンカレ＝アインシュタイン同期と因果律に違反するからである。ピエール＝シモン・ラプラスの古い議論に倣い、ポアンカレ（1904）は、ニュートンの万有引力の法則が無限大の重力速度に基づいているという事実に言及した。したがって、光信号による時計同期は、原理的には瞬間的な重力信号による時計同期に置き換えることができる。1905年、ポアンカレ自身が、相対論的重力理論では重力速度が光速に等しいことを示すことでこの問題を解決した。はるかに複雑ではあるが、これはアインシュタインの一般相対性理論でも同様である。^{[ B 14 ] [ B 15 ] [ C 6 ]}

もう一つの明らかな矛盾は、異常分散媒質における群速度が光速よりも速いという事実にある。これはアーノルド・ゾンマーフェルト（1907年、1914年）とレオン・ブリルアン（1914年）によって調査された。彼らは、このような場合、信号速度は群速度と等しくなく、光速よりも速くならない前面速度と等しいという結論に達した。同様に、ギュンター・ニムツによって発見された見かけ上の超光速効果も、関係する速度を徹底的に検討することで説明できると主張されている。^{[ A 20 ] [ B 16 ] [ B 17 ] [ B 18 ]}

また、量子もつれ（アインシュタインは「不気味な遠隔作用」と呼んだ）は、もつれた一方の粒子の量子状態は、もう一方の粒子を記述せずに完全に記述することはできないが、超光速の情報伝送（量子テレポーテーションを参照）を意味するものではなく、したがって特殊相対性理論に合致している。^{[ B 16 ]}

特殊相対性理論の基礎、特に長さの収縮と時間の遅れに関連するローレンツ変換の適用に関する知識が不十分であったため、さまざまな見かけ上のパラドックスが構築され、現在もその原因となっている。双子のパラドックスとエーレンフェストのパラドックス、およびそれらの説明については既に上で述べた。双子のパラドックスに加えて、時間の遅れの相互性（つまり、慣性運動するすべての観測者は、他の観測者の時計が遅れていると考える）も、ハーバート・ディングルらによって厳しく批判された。例えば、ディングルは1950年代末にネイチャー誌に一連の手紙を書いた。しかし、時間の遅れの相互性の自己無矛盾性は、ローレンツ（1910年の講義、1931年出版^{[ A 21 ]} ）やその他多くの人々によって、ずっと以前に例示的に証明されていました。彼らは、関連する測定規則と同時性の相対性を注意深く考慮するだけでよいという事実を示唆していました。他の既知のパラドックスとしては、はしごのパラドックスやベルの宇宙船のパラドックスがあり、これらも同時性の相対性を考慮することで簡単に解決できます。^{[ A 22 ] [ A 23 ] [ C 7 ]}

多くの物理学者（ヘンドリック・ローレンツ、オリバー・ロッジ、アルバート・アブラハム・マイケルソン、エドモンド・テイラー・ウィテカー、ハリー・ベイトマン、エベネザー・カニンガム、シャルル・エミール・ピカール、ポール・パンルヴェなど）はエーテルの否定に不快感を抱き、ローレンツ、ラーモア、ポアンカレのエーテル理論のように、優先参照系の存在に基づいてローレンツ変換を解釈することを好んだ。しかし、観測から隠されたエーテルの考えは主流の科学界では支持されなかったため、ローレンツとポアンカレのエーテル理論は、後にミンコフスキーによって4次元時空の枠組みで定式化されたアインシュタインの特殊相対性理論に取って代わられた。^{[ A 24 ] [ A 25 ] [ A 26 ] [ C 8 ] [ C 9 ] [ C 10 ]}

ハーバート・E・アイブスなどの人々は、そのようなエーテルの運動を実験的に決定できるかもしれないと主張したが、^{[ C 11 ]}ローレンツ不変性の数多くの実験的検証にもかかわらず、それは決して見つからなかった（特殊相対性理論の検証を参照）。

また、アインシュタインが一般相対性理論に基づいて（1920年）、あるいはポール・ディラックが量子力学に関連して（1951年）行ったように、何らかの相対論的エーテル（相対性理論と整合するもの）を現代物理学に導入しようとする試みも、科学界からは支持されなかった（「光を伝えるエーテル#エーテルの終焉？ 」を参照）。^{[ A 27 ] [ B 19 ]}

ジョージ・F・スムート（2006年）はノーベル賞受賞講演で、宇宙マイクロ波背景放射の異方性に関する自身の実験を「新しいエーテルドリフト実験」と表現した。スムートは、「克服すべき問題の一つは、マイケルソン・モーリー実験と特殊相対性理論から、優先する参照系は存在しないという教訓を学んだ優秀な科学者たちの強い偏見だった」と説明した。さらに、「これは特殊相対性理論に違反するものではなく、宇宙の膨張が特に単純に見える参照系を見つけたのだと彼らを納得させる教育が必要だった」と述べた。^{[ B 20 ]}

ジョージ・ガブリエル・ストークス（1844年）が提唱した完全エーテル引きずり理論は、ルートヴィヒ・ジルバーシュタイン（1920年）やフィリップ・レナード（1920年）といった批評家によって相対性理論の反モデルとして用いられた。この理論では、エーテルは物質の内部および近傍で完全に引きずられるとされ、エーテルドリフトの欠如といった様々な現象が、このモデルによって「例示的」に説明できると考えられていた。しかし、このような理論には大きな困難が伴う。特に光行差はこの理論と矛盾し、理論を救済するために考案された補助仮説はすべて自己矛盾的であったり、極めて非現実的であったり、マイケルソン・ゲイル・ピアソン実験のような他の実験結果と矛盾したりしている。要するに、完全エーテル引きずりの健全な数学的・物理的モデルは結局考案されず、したがってこの理論は相対性理論の真剣な代替案とはなり得なかったのである。^{[ B 21 ] [ B 22 ] [ C 12 ] [ C 13 ]}

もう 1 つの選択肢は、いわゆる光の放出理論です。特殊相対性理論と同様にエーテルの概念は捨てられますが、相対性理論との主な違いは、ガリレオ変換に従って光源の速度が光の速度に加算されるという点にあります。完全なエーテル引きずりの仮説として、すべてのエーテルドリフト実験の否定的な結果を説明できます。しかし、この理論に反するさまざまな実験があります。たとえば、サニャック効果は光速が光源の速度に依存しないことに基づいており、このモデルに従って二重星の画像はスクランブルされるはずですが、これは観測されませんでした。また、粒子加速器での現代の実験でも、そのような速度依存性は観測されませんでした。 ^{[ A 28 ] [ B 23 ] [ B 24 ] [ C 14 ]}これらの結果は、ド・ジッター二重星実験(1913 年)によってさらに確認され、1977 年に K. ブレッヒャーによって X 線スペクトルで決定的に再現されました。^{[ 2 ]}およびアルヴェーガーら による地上実験（1963年）、^{[ 3 ]}はいずれも、実験精度の範囲内で光速が光源の動きに依存しないことを示している。

光速不変の原理は十分に立証されていないと考える人もいる。しかし、ロバート・ダニエル・カーマイケル（1910年）らが既に示したように、光速不変は、実験的に実証された2つの事実の自然な帰結として解釈できる。^{[ A 29 ] [ B 25 ]}

1. 光の速度は光源の速度に依存しないことは、ド・ジッター二重星実験、サニャック効果、その他多くの例で実証されている（放射理論を参照）。
2. 光の速度は観測者の速度の方向とは無関係であり、これはマイケルソン・モーリーの実験、ケネディ・ソーンダイクの実験、その他多くの実験によって実証されている（光を伝えるエーテルを参照）。

光速に関する測定値は、実際には光の往復速度の測定値であることに注意してください。なぜなら、光の片方向速度は、時計を同期させるためにどの基準が選択されるかによって異なるからです。

アインシュタインは一般相対性理論の発展において一般共変性の重要性を強調し、1915年の重力理論の一般共変性が一般相対性原理の実現を保証するという立場をとった。この見解はエーリッヒ・クレッチマン（1917年）によって異議を唱えられ、クレッチマンは、追加のパラメータを含めれば、あらゆる空間と時間の理論（ニュートン力学を含む）は共変的な方法で定式化できるため、理論の一般共変性だけでは一般相対性原理を実現するには不十分であると主張した。アインシュタイン（1918年）はこの主張に同意したが、同時に、一般共変性の形式のニュートン力学は実用には複雑すぎるとも反論した。アインシュタインのクレッチマンへの回答が誤りであったことは現在では理解されているが（その後の論文ではそのような理論が依然として使用可能であることが示された）、一般共変性を支持する別の議論も可能である。それは、自由落下する観測者と静止している観測者の記述における等価性、すなわち等価原理を表現する自然な方法であり、したがって、一般共変性をニュートン力学と併用するよりも一般相対性理論と併用する方が都合が良い。これに関連して、絶対運動の問題も扱われた。アインシュタインは、自身の重力理論の一般共変性がマッハの原理を支持し、一般相対性理論内では「絶対運動」を排除すると主張した。しかし、1916年にウィレム・ド・ジッターが指摘したように、マッハの原理は一般相対性理論では完全には満たされていない。なぜなら、場の方程式には物質のない解が存在するからである。これは、重力と慣性の両方を記述する「慣性重力場」が、重力を及ぼす物質が存在しない場合でも存在し得ることを意味します。しかし、アインシュタインが指摘したように、この概念とニュートンの絶対空間には根本的な違いが1つあります。一般相対性理論の慣性重力場は物質によって決定されるため、絶対的なものではありません。^{[ A 30 ] [ A 31 ] [ B 26 ] [ B 27 ] [ B 28 ]}

アインシュタインとフィリップ・レナルト（他数名）の間で行われた「バート・ナウハイム論争」（1920年）において、レナルトは次のような反論を述べた。彼は、アインシュタインの相対性理論には「説明力」が欠けていると批判し、この条件はエーテル理論によってのみ満たされると主張した。アインシュタインは、物理学者にとって「説明力」あるいは「常識」の内容は時代とともに変化しており、もはや物理理論の妥当性の基準として用いることはできないと反論した。レナルトはまた、アインシュタインが相対性重力理論において、「空間」という名のもとにエーテルを暗黙のうちに再導入したと主張した。この主張は（他の主張とともに）ヘルマン・ワイルによって否定されたが、1920年にバート・ナウハイム論争の直後にライデン大学で行われた就任演説で、アインシュタイン自身は、一般相対性理論によれば、いわゆる「空虚な空間」は物質に影響を与える物理的性質を持ち、またその逆も成り立つことを認めた。レナードはまた、アインシュタインの一般相対性理論は超光速の存在を認めており、特殊相対性理論の原理と矛盾すると主張した。例えば、地球が静止している回転座標系では、宇宙全体の遠方の点が超光速で地球の周りを回転している。しかし、ワイルが指摘したように、回転する拡張システムを剛体として扱うのは（特殊相対性理論でも一般相対性理論でも）誤りであり、したがって物体の信号速度は光速を超えることはない。レナードとグスタフ・ミーの両名が提起したもう一つの批判は、加速系における「仮想的な」重力場の存在に関するもので、アインシュタインの等価原理によれば、それは物質源によって生じる重力場と物理的に何ら変わらない実在性を持つ。レナードとミーは、物理的な力は実在する物質源によってのみ生み出されるのに対し、アインシュタインが加速系に存在すると想定した重力場には具体的な物理的意味がないと主張した。アインシュタインは、マッハの原理に基づけば、これらの重力場は遠方の質量によって誘発されるものと考えることができると反論した。この点において、レナードとミーの批判は正当であった。現代のコンセンサスによれば、アインシュタイン自身の成熟した見解と一致して、アインシュタインが当初構想したマッハの原理は、既に述べたように、一般相対性理論によって実際には支持されていないからである。^{[ A 32 ] [ C 15 ]}

当初は特殊相対性理論の支持者であったルドヴィク・シルベルシュタインは、様々な機会に一般相対性理論に異議を唱えた。1920年、彼はアーサー・エディントンらが観測した太陽による光の偏向（1919年）は必ずしも一般相対性理論の裏付けではなく、ストークス・プランクの完全エーテル抵抗理論によっても説明できると主張した。しかし、このようなモデルは光行差や他の実験結果と矛盾する（「代替理論」を参照）。1935年、シルベルシュタインは一般相対性理論における二体問題に矛盾を発見したと主張した。この主張はアインシュタインとローゼン（1935年）によって反駁された。^{[ A 33 ] [ B 29 ] [ C 16 ]}

ノーベル賞受賞者のフィリップ・レナードやヨハネス・シュタルクをはじめ、エルンスト・ゲールケ、ステパン・モホロヴィチッチ、ルドルフ・トマシェクなど、実験物理学者を含む一部の学者たちは、特に相対性理論、そして後の量子力学という形で現れた現代物理学の抽象化と数学化の進行を批判した。これは、直感的な「常識」の喪失と結びついた、抽象的な理論構築への傾向と見なされた。実際、相対性理論は、「例示的」な古典物理学の不十分さが初めて実証されたと考えられた理論であった。アインシュタインの批判者の中には、こうした展開を無視し、エーテル抵抗モデルや放出理論（「代替理論」参照）といった古い理論を復活させようとした者もいた。しかし、これらの定性的なモデルは、現代理論の精密な実験的予測と説明力に匹敵するほど十分に発展することはなかった。さらに、ドイツの大学における教授活動や教授職の占有に関して、実験物理学者と理論物理学者の間には激しい競争があった。1920年の「バート・ナウハイム論争」では、アインシュタインと（その他）レナードの間で意見が衝突し、世間の大きな注目を集めた。^{[ A 43 ] [ A 42 ] [ C 15 ] [ C 23 ] [ C 24 ]}

さらに、科学の主流から大きく外れた考えを持つ批評家（身体的な訓練の有無を問わず）も数多く存在した。これらの批評家は、アインシュタインの相対性理論が発表されるずっと以前から独自の考えを練り上げており、世界の謎のいくつか、あるいはすべてを簡潔に解決しようと試みた人々であった。そのため、ヴァゼック（ドイツの事例をいくつか研究した）は、こうした「自由な研究者」を「世界の謎解き者」（「Welträtsellöser」、例えばアルヴィッド・ロイターダール、ヘルマン・フリッケ、ヨハン・ハインリヒ・ツィーグラーなど）と呼んだ。彼らの見解は、一元論、生活改革、あるいはオカルト主義など、それぞれ異なる思想に根ざしていた。彼らの見解は、現代科学の用語や（主に数学的な）手法を事実上全面的に否定するという点で特徴的であった。彼らの著作は、民間の出版社や一般向けの専門誌に掲載された。多くの「自由研究者」（特に一元論者）にとって、あらゆる現象を直感的で分かりやすい機械的（または電気的）モデルで説明することは重要であり、それはエーテル擁護にも表れていた。このため、彼らは相対性理論の抽象性と不可解さに反対した。相対性理論は、現象の根底にある真の理由を明らかにすることができない純粋な計算方法であると考えられていた。「自由研究者」はしばしば重力の機械的説明を用い、重力は「エーテル圧力」または「遠隔からの質量圧力」によって引き起こされるとした。このようなモデルは、ニュートンとアインシュタインの重力に関する抽象的な数学理論に対する分かりやすい代替案と見なされた。「自由研究者」の途方もない自信は注目に値する。彼らは世界の大きな謎を解いたと信じていただけでなく、科学界をすぐに納得させられると期待していた者も多かった。^{[ A 44 ] [ C 25 ] [ C 26 ] [ C 27 ]}

アインシュタインはこうした攻撃に対してほとんど反論しなかったため、この役割は他の相対性理論家たちが担い、彼らは（ヘンチェルによれば）アインシュタインを取り囲む一種の「防衛線」を形成した。代表例としてはマックス・フォン・ラウエ、マックス・ボルンなどが挙げられ、一般向け科学・哲学レベルではハンス・ライヘンバッハ、アンドレ・メッツなどが、半一般向けの雑誌や新聞で批判者と多くの議論を交わした。しかし、こうした議論のほとんどは最初から失敗に終わった。ゲールケのような物理学者、一部の哲学者、そして「自由研究者」たちは、自らの考えや偏見に囚われすぎて相対性理論の基本を理解することができず、結果として議論の参加者たちは互いに話が噛み合わない状態だった。実際、彼らが批判していた理論は相対性理論そのものではなく、むしろその戯画に過ぎなかった。 「自由研究者」は科学界からほとんど無視されていたが、やがてレナードやゲールケといった尊敬される物理学者も科学界の外に追いやられることになった。しかし、批判者たちは、これは自分たちの理論が間違っているからではなく、相対論的物理学者（そして1920年代と1930年代にはユダヤ人も）による陰謀によるものだと信じていた。彼らは批判者を潰し、学界における自分たちの地位を維持・向上させようとしていたとされている。例えば、ゲールケ（1920/24）は、相対性理論の普及は何らかの集団暗示の産物であると主張した。そのため、彼はメディア監視サービスに、相対性理論に関連する5000以上の新聞記事を収集させ、その調査結果を本にまとめた。しかし、ゲールケの主張は却下された。なぜなら、「相対性理論の誇大宣伝」が存在すること自体は、その理論の妥当性について何も語っておらず、したがって相対性理論の賛成にも反対にも利用できないからである。^{[ A 45 ] [ A 46 ] [ C 28 ]}

相対性理論は日本と中国で熱心に研究されたが、より古い科学体制を持つ国々では批判に直面した。^{[ A 41 ]} 第一次世界大戦の直前と戦中には、相対性理論と現代物理学に対する国家主義的な動機に基づく批判がいくつか現れた。例えば、フランスの理論物理学者ピエール・デュエムは、相対性理論を「形式的で抽象的すぎる」ドイツ精神の産物であり、「常識」と矛盾するものとみなした。^{[ A 47 ] [ A 40 ]}

ドイツでは、アインシュタインやミンコフスキーといった相対性理論の主要提唱者のユダヤ系の出自が、人種差別的な批判の的となったが、アインシュタインのドイツ人批判者の多くはそのような動機を示さなかった。有名な民族主義的扇動家であるエンジニアのポール・ウェイランドは、1919年にベルリンで相対性理論に反対する最初の公開集会を企画した。レナードとスタークも民族主義的な意見で知られていたが、ウェイランドの集会への参加を拒否し、ウェイランドの運動は著名な講演者が不足していたために最終的に立ち消えになった。レナードらは代わりに、アインシュタインが専門家の批判者たちに、毎年バート・ナウハイムで開催される科学会議で自分の理論を議論するよう求めたことに応じた。アインシュタインの批判者たちは、ドイツの報道機関が相対性理論の勝利を宣伝する活動の背後にアインシュタインがいると何の根拠もなく決めつけ、初期の出版物では概して反ユダヤ主義的な攻撃を避けていたが、後に多くの観察者にとって、それらの攻撃の一部には反ユダヤ主義が重要な役割を果たしていたことが明らかになった。^{[ A 48 ]}

こうした根底にある風潮に反応し、アインシュタイン自身も新聞記事で、理論物理学の知識不足に加え、少なくとも部分的には反ユダヤ主義が彼らの批判の動機となっているのではないかと公然と推測した。ウェイランドを含む一部の批評家はこれに激怒し、反ユダヤ主義という非難は批評家を黙らせるためだけのものだと主張した。しかしその後、ウェイランド、レナード、スタークらは、批判に人種差別を結びつけることで、明らかに反ユダヤ主義的な偏見を示した。例えば、テオドール・フリッチュは相対性理論における「ユダヤ精神」の負の側面を強調し、極右メディアはこのプロパガンダを妨害されることなく続けた。ヴァルター・ラーテナウの殺害（1922年）とアインシュタインへの殺害予告の後、彼はしばらくベルリンを離れた。ゲールケの著書『相対性理論の大衆的示唆』（1924年）自体は反ユダヤ主義的なものではなかったが、極右メディアによって、典型的なユダヤ人の行動を描写したとして称賛され、それはアインシュタイン個人にも帰せられた。フィリップ・レナルトは1922年に相対性理論の基礎として「異質な精神」について語り、その後1924年にナチ党に入党した。ヨハネス・シュタルクも1930年に同様の行動をとった。両者とも、実験に基づいた科学的知識のみを、しかも感覚で理解できる場合にのみ受け入れる、いわゆるドイツ物理学の提唱者であった。レナルト（1936年）によれば、これは形式主義的で教条的な「ユダヤ物理学」とされるものとは対照的に、「アーリア人物理学、あるいは北欧人による物理学」である。ヴィルヘルム・ミュラー、ブルーノ・チューリングらの著作にも、反ユダヤ主義的な批判が見られる。例えば、ミュラーは相対性理論は純粋に「ユダヤ人の問題」であり、「ユダヤ人の本質」などに対応すると誤って主張し、チューリングはタルムードと相対性理論を比較した。^{[ A 49 ] [ A 42 ] [ A 50 ] [ A 51 ] [ B 38 ] [ C 29 ]}

レナード、ゲールケ、ロイターダールといったアインシュタインの批判者の中には、彼を盗作で非難し、相対性理論の著者としての優先権主張に疑問を呈した者もいた。こうした非難の主眼は、アインシュタインの抽象的な仮説演繹的物理学アプローチに代わる、より伝統的な理論を推進することであり、同時にアインシュタイン自身の信用を失墜させることにあった。アインシュタインの支持者たちは、以前の理論の物理的内容と適用範囲はアインシュタインの相対性理論とは全く異なるため、こうした個人的非難は不当であると主張した。しかし、ポアンカレとローレンツは、アインシュタインの1905年の相対性理論論文の中核となる要素のいくつかを、それ以前に発表していたと主張する者もいた。その中には、ポアンカレがすべての物理学に適用することを意図した一般化相対性原理も含まれていた。例：^{[ A 52 ] [ A 53 ] [ B 39 ] [ B 40 ] [ C 30 ]}

歴史家のオリヴィエ・ダリゴルは、アインシュタインとポアンカレの研究の類似点を列挙し、両者が共通の情報源と背景に基づいて研究を進めたことを指摘し、なぜ歴史家がその共通性について異なる見解を採用する可能性があるのか​​を論じている。^{[ A 54 ]}もう一つの議論は、一般相対性理論の場の方程式を完成させることに関して、アインシュタインとダフィット・ヒルベルトの間に相互影響があった可能性についてである（相対性理論の優先権論争を参照）。

1931年に出版された『アインシュタインに反対する百人の著者』という本には、さまざまな批判がまとめられています。^{[ 5 ]}この本には、28人の著者による非常に短い文章と、他の19人の著者の出版物からの抜粋が含まれています。残りは、一時的に相対性理論に反対していた人々も含むリストで構成されています。最も標的にされたのは時空で、次いで光速が定数であること、同時性の相対性などが続き、その他の概念も含まれています。^{[ 6 ]}哲学的反論（主にカント主義に基づく）に加えて、理論の基本的な欠陥とされるものも含まれていましたが、一部の人がコメントしたように、それらの欠陥は著者の相対性理論の誤解によるものでした。たとえば、ハンス・ライヘンバッハは新聞の娯楽欄にレポートを書き、この本を「素朴な間違いの壮大なコレクション」であり「意図せず滑稽な文学」と評しました。^{[ A 55 ] [ 7 ]}アルベルト・フォン・ブルンはこの本を「政治の世界でしか見られないほど嘆かわしい無力さ」と「16世紀と17世紀への逆戻り」のパンフレットと解釈し、「ドイツの科学がこのような哀れな落書きで再び恥をかかされることがないよう願うばかりだ」と結論付けた。^{[ A 55 ]}ヤコブ・エプシュタインは、アインシュタインがもし自分が間違っていたとしても、著者は一人で十分だっただろうと冗談を言ったと引用している。^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

ゴエナーによれば、この本の寄稿は、数学的・物理的無能、傲慢、そして新理論を提唱する同時代の物理学者によって抑圧されているという批判者の感情が混ざり合ったものである。著者の顔ぶれを見ると、これは物理学界内部の反応ではなく（物理学者はカール・シュトレール1名、数学者はジャン＝マリー・ルルー、エマニュエル・ラスカー、ヒャルマル・メリン3名のみ）、相対性理論をどう扱えばよいか分からなかった、教育が不十分な学術界の反応であったことが分かるとゴエナーは続ける。著者の平均年齢に関しては、57%がアインシュタインよりかなり年上で、3分の1がほぼ同年代、2名だけがかなり年下であった。^{[ A 56 ]}アインシュタインの言葉を引用したエプスタインの自伝では、著者は「ナチスの教授」と表現されている。^{[ 8 ]} 2 人の著者 (ロイターダール、フォン・ミティス) は反ユダヤ主義者であり、他の 4 人の著者はナチス運動と関係があった可能性がある。一方、この本には反ユダヤ主義的な表現は見られず、ユダヤ系の著者 (サロモ・フリードレンダー、ルートヴィヒ・ゴールドシュミット、ハンス・イスラエル、エマヌエル・ラスカー、オスカー・クラウス、メニヘルト・パラギ) の寄稿も含まれている。^{[ A 56 ] [ A 57 ] [ C 31 ]}