相対性理論では、 時間 と 空間 は同じ単位であり、 ４次元時空間の中を物質が絶えず移動しているとします。 したがって、 を とする新しい単位系を作り（ その単位系では、 光の速さが になります。）、そこで、 次元解析 をすることにしましょう。

　　次の公式たちがあります ：

　　　　　
　　　　　
　　　　　

　　距離の次元は です。　　　　（ ニュートン力学における次元は です。）
　　速度の単位はありません。　　　（ ニュートン力学における次元は 。）
　　加速度の次元は です。　　（ ニュートン力学における次元は 。）
　　質量の次元は です。　　　　（ ニュートン力学における次元も 。）
　　運動量の次元は です。　　　（ ニュートン力学における次元は 。）
　　力の次元は です。　　（ ニュートン力学における次元は 。）
　　エネルギーの次元は です。　（ ニュートン力学における次元は 。）

　 このように、 相対性理論では、 質量 と 運動量 と エネルギー の次元は等しくなっています。 そこで、 相対性理論では、 質量 と 運動量 と エネルギー とは同等ではないかという仮説が生まれ、 アインシュタインは、 質量 と エネルギー が同じものであることを特殊相対性理論の中で証明しました。 また、 ４次元運動量の大きさが 質量、 つまり、 エネルギー であり、 運動量は４次元運動量の空間成分であり、 ４次元運動量の時間成分が 静止質量 であることも明らかになっています。

　 特殊相対性理論というと、 移動している慣性系の時間や空間の大きさが変化することにばかり目がいってしまいますが、 相対性理論は、 このように 質量 や 運動量 や エネルギー の本質を解明した重大な理論でもあるのです。