应用伽利略变换和牛顿力学处理高速运动物体的力学问题，特别是光的传播问题时，与实验事实存在着不可调和的矛盾。

　　根据麦克斯韦电磁场理论和有关光速测量的实验都证实，不论在哪个惯性系，沿任何方向去测定真空中的光速，结果都相同，其大小都等于常量c。

　　显然，伽利略变换与电磁理论是互不相容的。"为什么看起来如此正确的两件事却互不相容呢？"爱因斯坦曾经苦苦地思索。最后，他断然摆脱绝对时空观的束缚，于1905年，提出了两条假说，作为狭义相对论的两条基本原理。
　　1、　狭义相对论的相对性原理： 在一切惯性系中，物理定律都具有相同的表达形式。它表明不论在哪个惯性系中做物理实验(不仅仅是力学实验)，都不能确定该惯性系是静止的、还是在作匀速直线运动。
　　2、　光速不变原理：在任何惯性系中，测得真空中的光速都等于 。光速不变原理否定了伽利略变换，为此，我们必须从光速不变原理出发，寻找一个新的时空变换关系，并使任何物理定律在这一新的变换下保持不变的表述形式。这一变换就是洛伦兹变换。