Принцип відносності
Введений Галілеєм принцип відносності в першу чергу поширювався на механічні системи. Він свідчив, що ніякі механічні досліди не дозволяють визначити, чи знаходиться система в стані спокою або прямолінійно і рівномірно рухається. Іншими словами, при виконанні в різних інерційних системах координат (з діючими силами інерції) однакових механічних дослідів, результати будуть аналогічними.
Галілей помітив, що механіка рухів, а точніше зіткнень, ударів, польоту снарядів та інших явищ дає одні й ті ж результати: як у рівномірно і прямолінійно рухомих лабораторіях, так і в що знаходяться в спокої.
Пояснити даний механічний принцип відносності можна на наступному прикладі. Припустимо, що один автомобіль проїжджає біля іншого без всяких поштовхів, тобто з постійною швидкістю, рівномірно. А все навколо оповите таким густим щільним туманом, що поруч зовсім нічого не видно. Питання звучить таким чином: чи можуть знаходяться в автомобілях пасажири визначити, який з них рухається? Чи можна їм допомогти, виробляючи експерименти з механіки?
Виявляється, що в даному випадку пасажири можуть спостерігати лише відносний рух. Незважаючи на те, що всі закони руху і правила складання векторів розроблені за допомогою рухомих лабораторій, вони не виявляють, «не відчувають» на собі ніякого впливу даного руху. Принцип відносності також вказує на те, що ніякі механічні досліди не дозволять виявити прямолінійного рівномірного руху системи відліку відносно зірок і Сонця. Однак при прискореному русі системи відліку відносно зірок і Сонця виявляється вплив на результати дослідів.
Галілеєві принцип відносності в механіці заслуговує особливої уваги. Жодній з галілеєвих систем не можна віддати переваги в принципі, незважаючи на те, що з практичної точки доцільно вважати ту чи іншу систему відліку кращою в залежності від ситуації.
Так, для їде в автомобілі пасажира система координат, яка пов'язана з машиною, буде системою відліку більш природною, ніж та, яка пов'язана з дорогою. А остання система, в свою чергу, стане більш зручною для людини, що спостерігає за рухом автомобіля, стоячи біля дороги. Різні Галілеєві системи мають принципову рівноцінність, яка виражена в тому, що для переходу між системами існують однакові формули, а змінною величиною виступає лише значення відносної швидкості.
Даний принцип відносності розглядається з точки зору кінематики, проте подібна рівноцінність різних систем характерна і для динаміки. Це і є класичним принципом відносності.
Існує також і спеціальний принцип, який поширюється на будь-які фізичні явища, а не тільки на механічні рухи. Сутність його полягає в тому, що для будь-яких систем координат, які рухаються відносно один одного рівномірно і прямолінійно, будь-які фізичні явища протікають однаково, а будь-які фізичні досліди дають аналогічний результат.
Дане положення визначають як спеціальний принцип відносності, оскільки воно відноситься до спеціальних випадків прямолінійного рівномірного руху. У подібному випадку всі закони виглядають однаково як для систем координат, що відносяться до зірок, так і для будь-яких інших систем, які рухаються рівномірно і прямолінійно відносно зірок.
Існує також і більш загальний принцип, який охоплює випадки систем координат з прискореним рухом. Він носить назву загальний принцип відносності.