愛因斯坦也為這個問題進行了長期的思索。1905年的一天，他終於想通了，他解決了這個既同時又不同時的問題，因此也創立了相對論。
要解決這個問題，愛因斯坦認為首先要解決"什麼是同時性"的問題。
如果兩件事發生在同一個地點，還容易比較，如果兩件事是發生在兩個地方呢？不能隻是想當然，必須給予嚴格的定義，賦予它以物理意義。愛因斯坦是這樣給同時性下定義的：
還是以火車通過車站為例，如果這時突然雷電大作，兩個雷電一個擊中車頭A′，一個擊中車尾B′。車頭A′遭受雷擊時，正好經過站台A點，所以A點的柱子也同時遭受了雷擊。車尾B′，遭受雷擊時正好經過站台B點，所以B點的柱子也同時遭受了雷擊。我們把車頭A′和柱子A遭受雷擊稱為事件Ⅰ，把車尾B′和柱子B遭受雷擊稱為事件Ⅱ。那麼就可以得出定義："如果柱子A和柱子B遭受雷擊時發出的閃光信號同時達到AB的中點C，我們就說，事件Ⅰ和事件Ⅱ對於地麵參照係來說是同時發生的。同樣，如果這兩個閃光信號同時達到A′B′的中點C′，可以說事件Ⅰ和事件Ⅱ對於火車參照係是同時發生的。"
什麼是同時性？這就是愛因斯坦在相對論運動學部分第一個小節中解決的問題。
下麵再回答既同時又不同時的問題。對於牛頓經典力學是無法回答這個問題的，在愛因斯坦相對論裏卻成了最基本的原理，那就是："在兩個相互做勻速直線運動的參照係裏，對一個參照係同時，對另一個參照係就必然不同時。"地麵上C點的鐵路工人和火車中C′，點的乘客是分別在兩個相對做勻速直線運動的不同的參照係中，如果地麵上C點鐵路工人，看到事件Ⅰ的光信號和事件Ⅱ的光信號同時到達，那麼對於行進中的火車中央C′點的乘客來說，因為火車運動是向著A點，離開B點的，事件Ⅰ的光信號到他那裏走過的距離近，事件Ⅱ的光信號到他那裏走過的距離遠，而光速又是不變的，所以他看到事件I的光信號比事件Ⅱ的光信號先到達，兩者必然是不同時的。
原來，在相對論裏，兩個地方遭受雷擊這兩件事，在以地麵為參照係的C點上看是同時的，在以火車為參照係的C′點上看就必然不同時，這根本不是什麼自相矛盾，而是千真萬確的真理。所以愛因斯坦說："兩個地方發生的兩件事情沒有絕對的同時性。同時性是相對的。"這正是他在相對論運動學第二小節中解決的問題。
同時性是相對的，多麼簡單的一句話，但這是多麼革命的思想，和我們的經驗相距多麼遠，需要多麼豐富的想象力！時空觀念從此和牛頓的絕對時間和絕對空間決裂了。新的相對論的時空觀念建立起來了。
按照牛頓的說法，全宇宙隻有一個時鍾，它指示的時間就是絕對時間。如果絕對時間是8點鍾，那麼宇宙間任何地方，無論是在地麵上、火車上，還是在其他星球上，通通都是8點鍾（這裏不考慮地球上經度造成的時間差，絕對時間就是8點，可能在A地8點是在早上，B地8點是在下午）。既然時間是絕對的，同時性當然也是絕對的。如果兩件事都發生在8點鍾，不管它們是不是發生在同一地點，也不管我們是在地麵上看，還是在火車上看，它們通通都是同時的。如果兩件事發生在不同的時間，不論它們發生在什麼地方，也不管我們是在哪裏進行觀察，它們通通都是不同時的。這就是牛頓的絕對時間概念，也是幾千年來人們所習慣了的、從現實生活中直接獲得的關於時間的概念。直到今天，在愛因斯坦的相對論發表之後，可以這樣說：地球上大多數沒有學過相對論的人，在時間概念上依舊停留在牛頓時代。即使有些已經學過了或者知道了相對論的人，自己也認為已經打破了牛頓的絕對時間概念，但是往往在碰到一些具體問題時，又會糊塗起來，在自覺或不自覺中又回到了牛頓的絕對時間裏去。舉一個最普通、最簡單的看法：一個時鍾，不管你把它放在中國還是美國，也不管把它放在火車上還是飛機上，它所顯示的時間不都是相同的嗎？時間和地點無關，和參照係的運動也無關，這不是明明白白的嗎？這不正是牛頓的絕對時間嗎？