对时间的概念给予了修正，这是爱因斯坦自己的表述。实际上，一般认为自从伽利略和牛顿开始的近代科学，所具有的一个重要特色就是对物理量的定量的描述，或者说对于物理量给予测量。可以说，物理式的讨论和哲学式的讨论的区别，就在于对于物理式的讨论要求所定义的概念是可以定量描述，也就是可以测量的。物理的定量描述，具有两方面的含义。一方面，使得物理和数学具有紧密的联系。另一方面，测量在物理科学中具有重要的意义。有意思的是，数学在这一点上却与哲学有类似之处，就是它似乎只要求逻辑性，而并不一定必须考察它的"实在"含义。

      那么时间的概念当然早于伽利略牛顿物理学。比较准确的历法是人类生活和工作的需要。计时和历法以及天文学，就有了悠久的历史。就天文学时间来讲，实际上天体的运动，也就是地球绕行太阳的运动，被当作一个巨大的计时器。一般来说，具有周期性的物理现象或者说自然现象，都可以用做计时的器具。我们的时间的概念，和周期性的自然现象是密不可分的。如果没有周期性，时间是不可设想的。反过来说，周期性正是自然的一个本子的属性。也就是说，许多基本的自然现象似乎必须是周期性的。从天体的绕行运动，到原子的绕行的结构，无不显示出周期性具有基本性的重要性。这也许正是所谓波动性的根本的来源。因为波动一定是周期性的，而粒子的运动，则不具备这种必然的要求。周期性似乎可以得到一种周而复始，循环论的世界观。但这并不是周期性的普遍性的唯一出路。螺旋式就被认为既具有周期性，也具有上升的性质。当然，典型的周期性是沿着一条封闭曲线的匀速运动。这样的封闭曲线可以是任意的，而以绕一个固定点等长距离绕行的曲线也就是圆周最为典型。所谓最为典型，就是它的几何性质最为明了，也最为简单，或者说最为完美。如果以一个直角坐标系的原点为圆心做一个圆，我们还可以看到三角函数以及它的图形与圆形的关系。就是说，把圆周的某些几何关系展开，就得到周期性的波的图形。圆周上的点绕圆周匀速运动，这个点连到圆心的半径和横轴的夹角，就代表周期性变化的自变量，这样的引起周期性变化的自变量，在波的图形中或者三角函数的图形中同样地出现。圆形和三角函数的图形（波形）这样的非常简单的图形，似乎就暗示着自然界的某种法则。实际上，它们是如此多地在物理学定律中出现。

     我们的哲学式思维允许我们做一些超越式的遐想。假如我们生活在一个没有周期性现象的世界，会是一种什么情形呢？我们也还是有白天和黑夜，但是白天和黑夜时间的长短并不具有周期性。季节的变化也有，但是不具有周期性。生命也仍然是有生有死，但是即使是同一种生物，生死之间的长短却有很大的差别。（生命的周期是一个不对称的周期。）绳索的弹性是不固定的，就是我们看不到中学物理中的弹簧振子的那种周期性，于是我们不可能用一根绳索画出一个圆来。于是当然也就不可能有各种的手推车和动力的机车。我们从弹簧振子知道弹性也是一种周期性，那么如果地面的弹性不具备这种周期性，也就是说，即便地面是用非常均匀的同一种材料铺成的，走在这样的地面上还是会一下子被弹起来，一下子又陷下去！对称性也是一种周期性。比如有几十个人站成一排，于是我们就得到左耳，右耳，左耳，，，这样的周期出现的情况。如果你拿的尺子弹性不具备周期的性质，那你也画不出一条直线来，也就更画不出正方形，长方形，三角性的图形。你看到的闭合曲线，都是任意形状的，圆形，椭圆，正方形，三角型永远都不会出现。

     很显然，在这样的一个世界里，就是一个无规则的世界。看来周期性是我们的这个世界的一个基本的规则。有了周期性，我们的记忆才有可能，我们的时间的观念才有可能。

     这也许就是伽利略对于摆的研究，为什么带来了我们的认识的变革和进步的原因。在伽利略之前，天体运动的周期性是已知的事实，这包括四季的循环，历法的制定。但是在地球上对一个周期性的自然现象的研究，是伽利略的摆。

     那么以前的对于圆形的几何研究，对于车轮的应用和认识，为什么没有带来这种认识的变革和进步呢？区别应该在于前者的对象是静止的，而伽利略的摆是运动的。伽利略的最有名的实验似乎是斜板的实验，一方面是说明了重力的作用，而尤其被看重的，是小球在进入平行的板之后的运动，因为这个运动显示出了惯性定律。也许因为这个原因，匀速直线运动也具有了重大的意义，而且长久的影响，这影响到我们的一般的思维。从今天的眼光看，也许伽利略的摆的实验，具有更加深刻的含义，有关圆周的运动，具有更深刻的意义。或者说，一个点在任意的曲线上或者曲面上的的运动，具有更加重大的意义。我们理解到，任意的曲线，正是一个周期性（曲率）不断变化的圆周，而有关曲率也就是周期性的规则，具有认识上的根本性的价值。

      从对于摆的严肃的研究开始，采用地球上的物质，利用物体在地球上具有的性质来制造计时器具也就开始和不断进步。利用摆的周期性，或者弹簧的周期性制造出日益精确的计时器。但是计时器表征的时间，并非仅仅是他们自身性质的体现。正是因为自然界的周期性具有的普遍性，才有时间的观念。特定器具的计时器，是因为这些事物的周期性特别方便于我们的使用和制造。

     这些认识在伽利略开始，就变得日益成熟。观念于是逐步形成，一个摆的计时器也许只是在地球上适用，那么一个弹簧的机械表也许应该在宇宙的任何位置都是适用的。除非在那里发现了与地球不同的物理条件。由于伽利略牛顿惯性定律，摆的计时器和弹簧式计时器（机械式的）也不会由于运动受到影响。从理论上说，如果我们把一个运行良好的机械钟匀速地运送到宇宙的每一个位置，并经过合理的运算，那就可以获得在各处都一样的时间。至于加速运动对于一个机械钟有什么影响，这也不在牛顿力学的视野之内。牛顿力学假定运动的物体都是刚性的，也就是说，考察一个物体的运动时，认为物体内部的作用对这个运动没有影响。内部的作用力被称为内力。而牛顿第二定律中的力，则是指这个物体受到的外部的作用力。显然，在这个运动定律中，不需要考虑物体内部各部分之间的作用。

       但是，即便是在伽利略式的时间观念和计时器中，时间和位置也是紧密相关的。因为正是周期性现象的某一位置（钟表的某一个刻度位置），对应某一个时刻。同样的，在历法的时间上，也是如此，正是地球和太阳的某一个特定的相对位置，对应某一个时刻。没有周期性，没有周期性现象的图像轨迹的各个不同的位置，便不会有我们的时间的概念。

      随着习惯于使用计时器，有一种观念得到暗示。如果我们的计时装置性能是良好的，那么它在地球各处以至于宇宙的各处，都会一样的运转，从而同样地，同一地指示时间。在牛顿力学中，无论是应用于地球上的物体，还是运用于计算太阳系行星的运动，似乎都没有显示出问题来。

      但是有一个问题始终没有成功地纳入牛顿的力学体系。这就是有关光的现象的规律的描写。随着光速的测定，麦克斯韦电磁方程组的出现。情况发生了变化。

       那么光的传播定律为什么会变革我们的时间的观念呢？那个依据惯性定律送到宇宙各处的机械钟为什么不对了呢？

        实际上，所谓的伽利略相对性原理依然有效。如果我们仔细考察这个表述的含义，既不扩大，也不缩小，我们会知道，它表述的是在具有什么样的运动关系的两个坐标系之间，牛顿定律是否依然成立或者说依然有效的问题。一般可以认为力学相对性原理和牛顿力学第一定律是等效的。两个表述等效的含义是，在逻辑链条上，它们暗含的前提是和推出推论的涵盖范围都完全一样。有意思的是，爱因斯坦在创立狭义相对论的时候，强调的是坚信相对性原理的正确性，而在广义相对论中，又希望达到任意坐标系的相对性原理成立。如果说坐标系可以任意和随意选取，那么实际上也就是说，并不需要一个相对性原理了。

       分歧是出在所谓的伽利略变换上。伽利略相对性原理只是关于在不同的坐标系中，力学定律是否成立的问题，并没有指明在不同的坐标系中，同一个物理量是什么关系。也就是说，相对性原理表述的是在不同的坐标系中，位置，速度等相互之间的关系，是不是遵从心痛的定律，而没有表述在不同的坐标系中，一个坐标系的位置和另一个坐标系的位置，一个坐标系的速度和另一个坐标系的速度等等之间有什么关系。表述这个关系的，就是所谓伽利略变换。（这个变换是伽利略提出来的吗？伽利略时代还没有牛顿定律，怎么会有有关牛顿定律的变换的关系式呢`？）

       当然，我们现在比较清楚了。这就是伽利略变换并没有物理学的依据。伽利略变换和伽利略相对性原理，和牛顿运动三定律，都不存在逻辑上的关系。也就是说，不可能从牛顿三定律或者伽利略相对性原理推导出伽利略变换，也不可能从伽利略变换推导出牛顿三定律或者伽利略相对性原理。当然，也没有人宣称伽利略变换是一个和相对性原理或者牛顿三定律平行的另一个"原理"或者"定律"。

       那么光学不变定律带来了什么呢？由于光学定律表述的是，对于不同的运动物体来说，光速都是一样的，这就是说，光速是一个表示出相互运动的物体之间的关联的物理定律。在牛顿力学体系中，都没有表示这种关联的定律。表示这种关联的是所谓伽利略变换。

       但是，即便是在一个坐标系中，依据光速定律，我们也获得了时间的更为准确的概念，也就是异地的同时性的概念。那么以前的同时是如何界定的呢？实际上以前的时间概念的基础就是太阳时以及地球物体的周期性。而把这个时间概念推广至宇宙，则是没有依据的。按照光速不变定律理解的时间，比起太阳或者物体的周期性时来说，具有更加一般的正确性。但是显然，物质世界的周期性，仍然是时间观念的普遍性的基础。如果没有这个基础，我们在一个坐标系中也不会有时间的概念，更谈不上不同坐标系之间的时间的转换了。

      实际上，以光的的传播定律作为建立时间的依据，反倒正好与我们日常的观念是一致的。因为我们日常的时间观念，也正是来源于我们持续地"看"到这个世界。我们认为我们每时每刻"看到"的景物，就是在这个时间"同时"出现的。但是现在我们更加准确地了解到，我们"看到"事物，就是那个事物发出或者反射到我们的眼睛的光造成的。所以，我们以为同时出现在我们眼前的事物，在实际上，越离我们我们远的物体，就是越早以前发出的光线，是越早以前的状态。当然，在比较小的距离，这个差异非常小。实际上，要在非常大的距离，这个差异才比较明显。

      但是，重要的是，我们知道了时间是和坐标系有关的。选择不同的坐标系，就会有不同的时间。由于物体相互之间都在相互运动，实际上每个物体都有自己的时间。而所有这些时间，都由光学不变定律联系起来。或者说，不同的时间之间有一种协变的关系。协变不是不变，也不是乱变，而是有规则的转换。

      这个协变关系叫做洛仑兹变换。

       洛仑兹变换的含义是，对于不同的坐标系，一个物体的位置，时间，速度，甚至质量，都是不同的。而洛仑兹变换是两个不同坐标系的物理量之间的转换的关系。这种转换是对等的，平权的的，不存在哪一个坐标系的物理量具有更加优越的地位。这种描述是由光速不变定律规定的。