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在坐标系 K' 的 x' 轴上放一根米尺，让米尺的起点和坐标原点相互重合，米尺的终点和 x' ＝1相互重合。相对于参考系 K 来说，米尺的长度是多少呢？只要我们求出在参考系K中的某个时刻 t ，米尺的起点和终点相对于参考系K的位置，我们就可以知道要求的米尺的长度。通过洛伦兹变换方程中的第一个方程可知，当 t ＝0时，这两个点可以表示为：
这两个点之间的距离是：
不过，米尺不是静止不动的，而是相对于
K
在移动，移动的速度是
v
。因此，移动中的刚性米尺的长度变为
米，所以刚性米尺处于运动状态时要比静止时短一些。当移动的速度
v
＝
c
时，式子
，当速度
v
大于光速
c
时，平方根成为虚值。因此，我们得出结论：在相对论中，光速
c
是极限速度，任何实在物体的运动速度都不可能达到
c
，更不可能超过
c
。
当然，通过洛伦兹方程也可以看出c是极限速度的这个性质，当速度v的值大于 c 时，洛伦兹方程将会变得毫无意义。
相反，对于坐标系
K
来说，米尺在x轴上处于静止状态，那么，通过
K'
去判断米尺的长度将会是
米，这和我们的考察基础相对性原理完全一致。
在洛伦兹变换方程中，我们一定可以发现量杆和时钟的物理行为，因为正是在量杆和时钟的帮助下，我们才得到了 x 、 y 、 z 、 t 的值。如果我们的思考基础是伽利略变换方程，那么，无法得出量杆由于运动而收缩这个结果。
假如在坐标系 K' 的原点上放置一个永远不会变化的秒钟，而 t' ＝0、 t' ＝1 和这个秒钟的两次滴嗒声相互对应。洛伦兹变换方程中的第一个方程和第四个方程给出了这两次滴嗒声的对应关系：
通过坐标系
K
得知，这个秒钟的运动速度是
v
。由参考物可以判断出，该钟发出的两次滴嗒声之间的时间间隔不是1秒，而是要比1秒长
秒。由此可知，这个秒钟处于静止状态时要比处于运动状态时2走得快一些。在这里，速度
c
也是无法达到的极限速度。
在同一时刻，同一物体的坐标从一个坐标系中变换到另一个坐标系中，这种变化称为“坐标变换”。在这两组坐标之间起到连接作用的方程叫做“坐标变换方程”。
假设有 S 和 S' 两个惯性坐标系，当时间 t ＝ t' ＝0时，两个坐标系的原点 O 和 O' 相互重合，那么，某个时刻 p 点的坐标变换方程为：
这就是“伽利略坐标变换方程”。
在这个变换方程中，对时间性质和空间性质做出了一些假定，这些假定主要体现在两个方面：
第一，假定对于所有的参考系来说，时间都是一样的，也就是参考系的运动状态和时间没有关系，具体表现为 t ＝ t' 。既然时间是恒定不变的，那么，在所有的参考系中，时间间隔也是一样的，也就是时间间隔和参考系的运动状态没有关系。时间是通过时钟测量得到的数值，这个假定说明时钟不会受到运动状态的影响。
第二，假定在任意一个时刻，对于所有的参考系来说，空间两个点之间的长度都是一样的，也就是假定空间长度和参考系的运动状态没有关系。
经典力学时空观（绝对时空观） 牛顿说：“从本质上来说，真正的时间和数学的时间，永远都在均匀地流逝，任何外界事物都不会对它产生影响。”“从本质上来说，绝对空间和外界事物没有任何关系，它是永远恒定的、不变的。”
根据这种观点得知，时间和空间没有联系，它们是彼此独立的，并且不会受到物质运动的影响。我们可以把这种绝对时间比喻成不断流逝的水，绝对空间比喻成可以容纳万物的静止不动的、无形的容器。
绝对空间的数学表达方法是伽利略变换。
伽利略速度变换法则是：
加速度变换关系是：
对于所有的惯性系来说，加速度是一个不变量。
12世纪时，金人大举攻入中原，苏颂古钟被破坏殆尽，中国传统制表技术开始流传。蒙古人在中土立足之后，只是鼓励占星术的发展，用来确保国运亨通，至于其他和计量时间有关的知识，全都置之不理。
16世纪中期，耶稣会传教士把欧洲的时钟带入中国，这是最早进入中国的时钟。他们的目的是宣传基督信仰，建立天国，同时还传播西方科学知识。1582年，第一个洋钟运到中国来，在这一年的12月27日献给了两广总督陈瑞。
1601年，利玛窦神父来到中国，将一座带有驱动坠的铁钟进贡给当时的万历皇帝。每个小时它会敲响四次；钟身放在木柜中，木柜上面雕刻着龙饰花纹，用鹰嘴指向汉字写成的表示时间的刻字。利玛窦神父和当地的两位工匠一起制造了一座铜钟，这个铜钟每隔两个小时（一更）敲响一次。
清朝乾隆年间（1736年—1795年），中国宫廷建立了造钟坊，监督人员是沙林神父，他的手下有100多名仆役。
19世纪初期，在广东省贩卖时钟的西方商人的生意比较惨淡，因为他们的竞争对手是本地产品，这些产品的售价仅仅是西方时钟价格的一半。
1824年，宝威兄弟从瑞士来到广东经营钟表，促使钟表业再次兴隆起来。当时，宝威手表的生产地是纳沙泰尔的弗勒里耶。直到今天，那里依然是钟表的制造中心。
1840年，宝威兄弟最先用中国名称为自己的产品命名，叫做“宝哗”或者“播威”，这些都来自于“宝威”的音译。直到20世纪初期，这个牌子依然有着很高的知名度。
杆影测时 古人早就发现，随着太阳在空中位置的变化，直立的标杆影长也在不断发生变化。尽管观察杆影比观测太阳方便得多，但测时结果不是非常准确。在《史记·司马穰苴列传》中，记载着春秋时期使用的“立表下漏”测时方法。杆影测时法可以精确地测量出中午的时刻，在中国古代是用来校正漏壶计时的重要方法。
圭表 在甲骨文中，关于时间的文字大多数和日字有关，说明太阳是测量时间的基础。圭表是最早根据太阳运动判断一天内时间变化的仪器。一根杆子直立在地上，根据杆影的长度和方向的变化可以判断季节和时间的变化。1967年，在江苏仪征的一座东汉古墓中发现了一件铜质圭表，不用的时候可以折叠起来，好像一把尺子，使用时让圭竖立在表的凹槽中，无论是使用还是携带都很便宜。
日冕 日冕是在圭表的基础上发展起来的，汉朝时期已经可以制作的相当精致了。1897年和1932年，在内蒙、河南、山西先后发现了属于秦末汉初的三块冕仪，上面刻着69条线，占据了整个盘面的三分之二，其余没有刻线的部分指的是黑夜无法看见日影的时间。虽然三块冕仪是在不同的地方发现的，但它们的结构和所刻字体完全相同，这说明圭表和冕仪在秦汉时期已经非常流行了。
漏刻 漏壶是最早发明的计量时间的仪器。古籍中有这样的记载：“漏刻之作，盖肇于轩辕之日，宣乎夏商之代。”也许，这只是一种传说。《周礼·夏官》中的资料比较可靠，其中记载着挈壶氏，因为有一个提梁在古代的漏壶上，所以叫做挈壶。挈壶氏“掌挈壶……以水火守之，分以日夜”。现在，还没有发现西汉以前的漏壶，最早的漏壶是西汉时期制造的，1958年、1967年、1975年分别在陕西兴平、河北满城、内蒙古默特右旗出土，全部是铜制成的圆柱状，上面是提梁，下面是漏嘴，提梁上方有一个小小的孔，用来放置刻箭。
为了弥补单壶无法均匀漏水的缺点，东汉时期尝试了采用二级漏壶，如张衡制造的漏水转浑天仪。
秦汉时期，圭表、仪象、日冕、漏刻等天文仪器有了很大的发展和进步，并且开始普遍使用，这些仪器是进行天文观测和时间测量的基本仪器，为以后相关仪器的诞生奠定了基础。
流量计时 泄水型漏壶是最早的计时工具。后来，出现了使用沙子的沙漏，消耗煤油的油灯，燃烧香料的香篆钟（在金属盒内，香火沿着篆字式的沟槽前行）等。西汉时期制造的漏壶是中国现存最古老的计时工具，而公元前14世纪的埃及水钟是世界上现存最古老的滴漏。
机械钟 中国汉代的天文学家张衡制造的水运浑象，可以呈现出恒星出没、中天等气象，类似于室外天象。这是世界上第一座用水作为动力的机械钟。
唐代的天文仪器制造家梁令瓒对张衡的水运浑象进行了改良，他制造出的新的水运浑象不仅完全符合天象，而且还添加了两个小木人，让它们每刻自动击鼓，每辰自动击钟。
宋朝时期，苏颂和韩公廉等人一起制造了水运仪象台。
元朝时期，郭守敬制造了大明殿灯漏。
明朝时期，詹希元制造了五轮沙漏。
这些机械钟相当先进，它们具有完整的齿轮系、凸轮、擒纵机构。
14世纪，欧洲的机械钟开始发展，此后一直盛行了将近半个世纪。
摆钟 1852年，伽利略发现摆具有等时性。
1656年到1657年，荷兰的惠更斯在机械钟内引入了摆的特性，制造出了摆钟。
1673年，借助于摆轮——油丝系统，惠更斯制造出轻便的钟表。
1735年，英国的哈里森最先制造出航海钟，解决了航海定位问题，促进了当时资本主义的发展。
1896年，法国的吉尧姆研制出膨胀系数相当低的合金钢，制造出有着很高精度的天文摆钟。如果把钟放在真空的玻璃罩内，存放在温度恒定的地下室，天文摆钟每天的误差小于千分之几秒。