在初中物理的课堂上，我们曾经探讨过参照物的概念。
当你坐在飞驰的汽车里，车速达到150km/h，如果以路边的小树作为参照物，你的速度同样也是150km/h。若以汽车自身为参照物，你则是静止的。这其中的奥妙，与你的物理知识息息相关。
想象一下，如果你手中有把枪，朝着汽车行进的方向一颗，其速度高达300km/h。那么，以汽车（a）和路边小树（b）为参照系时，这颗的速度表现是怎样的呢？
从公式中我们可以推导出速度的相对性。进一步地，当我们考虑时间因素时，我们会发现时间的绝对性。这是伽利略变换的核心内容。
那么，如果的速度接近光速，又会是怎样一番景象呢？
当与汽车的速度叠加时，其速度很有可能超过光速。但遗憾的是，宇宙中不存在超光速。即使你的是一束光，无论是在汽车还是路边小树的参照系下，光速c都是恒定的。
在面对超高速度的场景时，伽利略变换的适用性受到了挑战。洛伦兹变换崭露头角。
当速度的相对性受到质疑时，时间的绝对性也变得值得探讨。那么，在不同参照系下的时间t是否相同呢？答案是否定的。
再次回到汽车上的情景，假设你的是一束光速为c的光线。已知在任何参照系下光速都是不变的。当以路边小树和汽车为参照系时，光线的位置会有所不同。
以路边小树为参照系S时，其速度为0；而以汽车为参照系S'时，其速度为u。经过一段时间后，那束光到达P点，在不同参照系下的P点坐标分别为（x、y、z、t）和（x'、y'、z'、t'）。
值得一提的是，洛伦兹变换具有线性特点。在考虑问题时，我们可以忽略Y轴和Z轴的影响，主要关注X轴和时间t。
根据光速不变原理和相对性原理，我们可以推导出一系列的数学关系式。通过联立这些方程并进行计算，我们可以得到洛伦兹变换式及其逆变换式。
这里的系数是时间膨胀系数和尺缩系数。尽管它们的具体数值可能有所不同，但它们都是大于0的。关键在于我们要明白，无论在哪个参照系下观察，只要存在相对速度，我们所观察到的对方尺寸都会相应地缩小。这并不是说谁的速度快谁的尺寸就会被压缩得更多。