设另一个参照系k′是相对于光学以太而匀速运动的。应该预期，k′的相对于以太的运动将对那些相对于k′为成立的自然规律有一种影响。

    因此就曾经预期，由于k′在光学以太中的运动，相对于k′的自然规律将不同于相对于k的自然规律。

    再者，人们还必须告诉自己，地球和它的那些实验室不可能在整年之内都相对于光学以太为静止，也就是说，地球因此就必须担任参照系k′的角色。因此当时人们就必须假设，某种现象能够被找到，在该现象中这种运动对我们实验室中各实验的影响将会突现出来。人们将想到，由于这种运动，我们在地球上所看到的物理空间将在不同的方向上显示不同的性能。但是从来没有任何一个事例可以证实这样的事情。”

    由此，菲佐实验证明以太不和物质一起运动，因为其实验说明光相对于管子的传播速度比液体不动时的变化值不是υ，而是υ（1-1/n2），即以太不完全随着物质运动，而是部分随着物质运动；而种种检测以太和物质相对运动的实验又给出了零结果。

    虽然包含了洛伦兹变换的洛伦兹物质收缩假设给出了物质和以太相对运动无法检测到的一种假说解释，但其解决方式却令人感到突兀，爱因斯坦认为其是奇特的假说。当然，此次演说爱因斯坦没提洛伦兹的物质收缩假设一定程度上解释了物质和以太相对运动检测为零的实验结果，而只是强调了菲佐实验证明以太不和物质一起运动，两者之间有相对运动，但实验又无法检测到这种相对运动，这就造成了矛盾：

    “于是人们在有关以太的方面就陷入了一种尴尬的处境。菲佐的实验说：以太不和物质一起运动，也就是说，存在一种光媒质相对于物质的运动。但是探测这种相对运动的所有尝试都给出了反面结果。

    这是两种似乎相互矛盾的结果，而使物理学家们大为烦恼的是他们无法消除这种不愉快的抵触情况。他们注定要问自己，归根结蒂，是不是真正不可能把怎么也找不出例外情况的相对性原理和洛伦兹理论协调起来呢?”

    接着，在洛伦兹静止光学以太理论的废墟中爱因斯坦提取了光速不变原理，即光速与发光物体的运动状态无关，并将接下来的任务归结为协调光速不变原理和自然而然天然正确毫无怀疑余地的相对性原理：

    “我们将从洛伦兹的静止光学以太理论中抽取出对我们最关紧要的下述几点。存在一种静止的光学以太，这种说法的物理意义是什么？

    这一假说的最重要内涵可以表达如下：存在一个参照系(在洛伦兹理论中叫做“相对于以太为静止的参照系”)，相对于该系来说，每一条光线都以共同的速度c在真空中传播。这一点应该成立，不取决于发光物体是运动的还是静止的。我们将把这种见解称为光速不变原理。

    于是，我们刚刚提出的问题也可以表述如下：是不是果真不可能把似乎无例外地得到满足的相对性原理和光速恒定性原理协调起来？”

    首先，即使认可光速不变原理，即光速与发光物体的运动状态无关，但承认伽利略速度叠加公式时却是违反相对性原理的，光速对参照系k为c，但按伽利略速度叠加公式对参照系k′来说则光速必然不为c：

    “在开始时，下列的明显考虑似乎否定这种可能性：如果每一条光线都相对于参照系k而以速度c传播，则这种说法相对于参照系k′不可能是对的，如果k′是相对于k而运动着的话。

    因为，如果k′是以速度υ而沿着光线的传播方向运动的，则按照我们的习惯看法，光线相对于从k′的传播速度应该被认为等于c-υ。于是，光相对于k′的传播规律将不同于相对于k的传播规律。而这就将意味着对相对性原理的一次违反。这是一个可怕的两难问题。”

    爱因斯坦认为这个“可怕的两难问题”与大自然无关，而是人们物理学思维基础中一些随意性的假设导致的，即人们默认了时间和空间的绝对性：

    “然而事实证明大自然是对这种两难问题没有责任的；相反地，这种困难发源于这样一件事实：

    在我们的论证中，包括在刚刚工作出的论证中，我们曾经作出了一些暗含的和随意的假设（注：时间和空间的绝对性，即绝对时间和绝对空间），而为了对事情得出一种一致的和简单的解说，必须把这些假设舍去。”

    之后，爱因斯坦就具体阐述了绝对时间和绝对空间为何不可取。爱因斯坦指出利用坐标来指示空间位置是一些特定操作的结果，其具有一种完全确定的物理意义，由此，人们可以验证一个特殊的、给定的点是不是具有所指出的坐标；

    而对于时间，人们则总是满足于认为“时间”是各事件的独立变量，但是一个实际上在发生着的事件的时间值却从来不能根据这一定义来测量，为此，爱因斯坦提出了一种方法来定义时间，通过这种方法可以测量时间，此种方法即为借助光速来调整时钟的读数，使参照同一参照系k的不同位置的时钟同步，则不同位置时钟