所谓四维空间只是数学上的几何空间，而不是真实的物理空间。
狭义相对论的所谓四维空间，是把时间看成是三维空间坐标之外的一维；因此，三维空间坐标与一维时间坐标就构成了四维时空。
四维时空坐标系，完整地由闵可夫斯基几何学所概括。闵可夫斯基几何学，是建立在曲面基础上的几何学，曲面的曲率就是他所认为的光速。因此，确定曲面的四维时空相对光速会发生相应的变化，光速则是绝对不变的宇宙常数。因此，时间坐标在闵可夫斯基几何中是以虚数引进的，以此获得与三维空间度量公式在四维时空中得到形式相同的表达。
也就是说，狭义相对论的时空度量是以光速绝对不变为基准的。爱因斯坦因此宣称：牛顿的绝对空间与绝对时间的假设是错误的，空间与时间都是相对光速可变的。光速不变的结论，则来自迈克尔孙－莫雷验证以太的光学实验。
爱因斯坦因此用洛伦兹变换取代了伽利略变换。但是，洛伦兹变换公式是洛伦兹为解释迈－莫实验推导出的公式，并不是由闵可夫斯基几何推导出来的。对这个问题，这里不打算作深入的分析，只是附带提一下。
不难看出的是，所谓四维时空坐标系，本质上就是由曲率半径界定的曲面坐标系。在闵可夫斯基几何中，如果以光速为极限，就逻辑地推出洛伦兹群为基础的物理定律普遍成立的变换公式，也就是洛伦兹变换公式；如果速度为无穷大，就逻辑地推出伽利略群为基础的物理学定律普遍成立的变换公式，也就是伽利略变换公式。
因此，从群论可以推出：洛伦兹变换是伽利略变换的特殊形式，也就是以光速为极限的形式。也就是说，洛伦兹变换的适用范围比伽利略变换的适用范围要小得多。
所谓光速不变，本质上与牛顿第一定律即惯性定律是一致的。也就是说，光速不变与惯性定律是等价命题。
所谓的时空收缩，只是四维时空坐标相对光速曲率半径的收缩，本质上就是曲面与平面之间的收缩；这种收缩是以确定光速的时空绝对不变的收缩，因此，依然是相对时空对绝对时空的收缩。爱因斯坦的所谓时空收缩，时间随速度的改变而改变，其实就是曲面与平面之间的测量误差问题，在射影几何学下，这种误差能得到合理解释。也就是说，如果时间与空间是相对的，必然也是绝对的；时空的相对性与绝对性，是由物质的运动决定的。
真实的物理空间、宇宙空间只能是三维空间，四维时空只是数学的几何空间，是经典物理学的曲面形式。爱因斯坦的功绩就在于，把牛顿力学由平面推向了曲面；狭义相对论的两条假设，与牛顿第一定律完全一致；也就是说，如果牛顿第一定律不成立，狭义相对论也必然不成立。