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地面上：xB = ctB。

如果我们仍然坚持时间是绝对的：tA = tB，由上面的两个式子，就必然有：xA = xB，这个结果意味着：无论是在列车上的人、还是在地面上的人，所看到光走过的路线应当是一样的。但是，这样的结果与事实不符，因此，如果认可“光速是绝对的”这个假说就必须扬弃“时间是绝对的”这个假说，进而认为时间是相对的：在不同的惯性系中的时间度量是不同的，速度越快的惯性系时间流逝越慢。在这个假说下，在列车上时间的流逝要比地面上时间的流逝慢。这真是一种匪夷所思的设想，但是，现今为止所有观察的结果和实验结果都支持爱因斯坦的这种假说。

根据这个假说，爱因斯坦借助荷兰数学家、物理学家洛伦兹（Hendrik Lorentz,1853-1928）所提出的一种惯性系之间的变换公式、即洛伦兹变换，建立了时间 tA 与 tB 之间、路程 xA 与 xB 之间的变换公式，在这个变换公式中引进了著名的洛伦兹因子：γ = (1 - v2/c2)-1/2，其中 c 为光速，v 为两个惯性系之间的相对速度。