洛伦兹变换是非常简单的一个变换，原理就是光速有限大及光速不变。
这个变换解决的问题就是在不同惯性系之间进行时间和距离的变换，这就是物理思想。
但是这一变换必须在学过勾股定理后才能理解推导过程。
上图是一个思维实验模型，设在运动系上有一个光子钟，即以光子的往复运动作为钟摆。让光子在AB间往复运动，每个周期（往返一次）是2t' 。O是参照系上的一点。
①、光子一个单程用的时间在A点上看是t'，在O点上看到的时间是t 。
②、在O点上看，t 时间内运动系从O运动到A，移动了vt 距离。
③、运动系和参照系上的C相同，所以运动系看到光子运动的距离是ct' 。参照系上看光子运动的距离是ct 。
根据勾股定理：
(ct')²＋(vt)²＝(ct)²
c²t'²＝c²t²－v²t²＝t²(c²－v²)
t'²＝t²(1－v²/c²)
则解得：t'=t√(1-v²/c²)
许多物理现象的道理非常简单，但是如何用数学式进行表达则要比较深入的物理数学知识才能完成。所以在初中高中时期，在还没有掌握相应的数学物理知识的情况下，无法把推导（或证明）过程全部解释清楚。比如在学到电路时，里面的一些推导就用到很多高等数学的知识，在初中高中阶段讲那些推导过程不但没用，反而会把学生的思维搞乱。
事实上人类在物理学发展史上也大多是先发现规律，后进行理论统计验证、建立数学模型加以谁论证或证明的。因此，在没有相应数学物理知识的时候并不妨碍先记住那些规律。
此外，还有一些物理(或数学)定律是实验直接得到的结果，没有推导过程。这样的内容只能记住，不能说原因，因为公理（或叫作天理）是没原因的。比如阿基米德定律、万有引力定律等。还有数学中的“直线是直的”，没人能证明，记住就行了。
还有一些是人为规定的内容，也没道理可言。约定俗成或专门的统一规定。比如一立方米的水的质量定义为一吨，一吨物质在地球表面的重量定义为一吨或9800牛顿。
因为水是最容易得到的实验器材，也是最容易分割的物质之一，所以很多物理量都以水作为相关定义，比如一卡的热量定义为一毫升水升高一度所需要的热量为1卡。这些都是人为定义的，没有什么道理可言，要说有什么道理也只不过因为某些科学家的名字有纪念意义。