愛因斯坦對於我們絕大部分人來說，狹義相對論晦澀難懂，稱其為天書也不為過。1905年，天才的愛因斯坦發表了狹義相對論，徹底地改變了我們對空間和時間的認知。
晦澀難懂的公式愛因斯坦描繪了一幅宇宙的奇特新圖景，在這裡，觀測者會發現運動著的時鐘會慢，運動的尺子會縮短，而運動著的物體質量會變大。上述所有的奇特現象都源自兩個簡單的概念：（1）光速不變性，不管誰去測量它，光速總是不變的；（2）相對性原理，即對於勻速直線運動的觀測者而言，所有的物理定律都保持不變。
同時性為了理解其中的原因，一個經典的方法就是想像一列火車。A坐在火車裡，在車廂正中間設置了一個光源，向前後兩個方向發出兩束光脈衝。從A的角度來看，兩束光是同時抵達車廂兩頭的。然而，站在火車站臺上的B觀察到的現象確實不一樣的。對她而言，兩束光脈衝的速度依然嚴格相同，正如A所觀測到的一樣，然而，在光脈衝運行的同時，火車也在向前行進，B會看到向後運動的光先碰到車廂尾部，然後才是向前的光抵達車廂頭部。由此可見，對於一個人來說同時發生的事情，對另一個人而言可能是先後發生的，同時性是相對的。
如果觀測者無法就同時性達成一致，他們便無法對時間有關的測量達成一致，這就產生了所謂的時間延遲問題。在火車上的A帶了一個完美的時鐘，其測量時間的原理是，在垂直於列車運動的方向上放兩面鏡子，然後通過記錄光在兩面鏡子之間傳播所花的時長來測量時間，一個光脈衝從一面鏡子出發到達對面的鏡子再反彈回去，對應了這個鐘發出的一次滴答聲。
A知道光速以及兩面鏡子之間的距離，所以他能夠推算出時鐘每次滴答聲所對應的時間。
速度不變
光速bu'bian然而，對於站在站臺上的B而言，時鐘和鏡子都在向前運動，所以光脈衝是沿著一個三角形的兩邊行進的。這樣的路徑比靜止時兩面鏡子間的直線距離要長。由於光速不變，從B的角度看，與站臺上一模一樣的鐘而言，運動中的鐘發出一次滴答聲所花的時間較長。
同時性
上述的情形是對稱的，根據相對性原理，A可以認為火車是靜止的，而站臺在飛馳，從而得出結論：B的時鐘走得慢了。一旦我們牢記住同時性是相對論，就不存在什麼悖論了。在還沒確定」同時「是什麼意思的時候，討論」同時「比較不同時鐘的時間是沒有意義的。兩位觀測者對於」同時「的概念是有差別的。
這就是狹義相對論基本的原理，同時性即相對論，徹底顛覆了經典物理對於時間和空間的認知。