Инерциальные системы отсчета
Итак, физические законы неизменны относительно перемещений и поворотов в пространстве и сдвигов во времени. Это требование облегчает выводы уравнений физики и придает им более стройный вид. А именно: эти уравнения записываются в так называемом векторном виде, который не зависит ни от направления в пространстве, ни от координат мест, в которых происходят те или иные физические процессы. А равномерно движущиеся тела, в которых все законы физики одинаковы, получили название инерциальных систем отсчета.
В частности, скорость света одинакова при ее измерении в любой такой системе отсчета. А это означает, что постоянство скорости света есть всемирный физический закон. В отличие, например, от скорости звука, которая будет различной при измерении ее неподвижным свидетелем и наблюдателем, перемещающимся равномерно относительно первого. Источник света движется к наблюдателю, или наблюдатель — к источнику света. В любом из этих случаев свидетель при измерении скорости света получит одну и ту же величину — 300 000 км/с.
Поскольку в любых инерциальных системах отсчета все законы физики одинаковы, то невозможно определить, движется такая система или нет. Скажем, если мы сидим в современном плавно едущем поезде, то нужно посмотреть в окошко, чтобы убедиться в движении. Но и в этом случае нельзя определенно сказать: поезд проезжает мимо здания или здание — мимо поезда. Очевидно лишь то, что поезд и земля движутся равномерно относительно друг друга.