Чтобы объяснить, почему это происходит, давайте предположим, что вы находитесь на поезде, движущемся с постоянной скоростью по абсолютно прямым рельсам без вибрации. Обычно вы можете сказать, едет поезд или стоит, по наличию вибрации или по воздействию инерции, когда поезд ускоряется, тормозит или поворачивает. Однако, если поезд движется равномерно и без вибрации, все эти факторы устранены и обычные методы определения наличия движения становятся бесполезными.

Теперь представим, что в поезде есть окно, в которое вы видите другой поезд на соседних рельсах. В другом поезде тоже есть окно, и в него кто-то на вас смотрит. На языке жестов он спрашивает вас: «Мой поезд движется?» Вы смотрите на него, ясно видите, что он не движется, и отвечаете: «Нет, он стоит на месте». Тогда он выпрыгивает и разбивается насмерть, потому что оказывается, что оба поезда движутся в одном и том же направлении со скоростью 70 миль в час по отношению к поверхности Земли.

Поскольку оба поезда движутся в одном и том же направлении на одной и той же скорости, они не меняют положения по отношению друг к другу, и каждый кажется недвижимым наблюдателю из другого. Если бы в каждом из поездов было по окну с другой стороны, можно было бы посмотреть на пейзаж и увидеть, что он несется навстречу поезду. Поскольку мы автоматически признаем, что пейзаж не движется, мы делаем очевидный вывод, что на самом деле движется поезд, несмотря на то что кажется, что это не так.

Опять же предположим, что, наблюдая второй поезд, вы замечаете, что он движется назад со скоростью две мили в час. Вы сообщаете эту информацию человеку из другого поезда. Он резко возражает. Он настаивает на том, что он стоит на месте, а вы движетесь вперед со скоростью две мили в час. Кто из вас прав?

Чтобы принять решение, надо свериться с окружающим пейзажем. Тогда может оказаться, что поезд А не движется, а поезд В действительно движется вперед со скоростью две мили в час. Или что поезд В не движется, а поезд А движется со скоростью две мили в час. Или что поезд А движется вперед со скоростью одна миля в час, а поезд В движется назад со скоростью одна миля в час. Или что оба поезда движутся вперед: поезд А со скоростью 70 миль в час, а поезд В — со скоростью 68 миль в час. Количество возможных вариантов по отношению к поверхности Земли бесконечно, и все они могут соответствовать наблюдаемому движению поезда А и поезда В относительно друг друга.

Имея обширный опыт передвижения на поездах, люди научились не придавать большого значения движению поездов относительно друг друга. Только движение поездов относительно поверхности Земли принято считать «настоящим»

Но так ли это? Предположим, что человек в поезде, мягко едущем по прямому участку рельсов со скоростью 70 миль в час, роняет монету. Он видит, как монета падает по прямой на пол поезда. Человек, стоящий в стороне от дороги и видящий, как поезд проезжает и как падает монета, увидит, что монета проделывает движение двух видов: она падает вниз с увеличивающейся скоростью из-за силы гравитации и одновременно вместе с поездом движется вперед. Общее воздействие двух видов движения сказывается в том, что монета движется по параболе (см. ч. I).

Мы делаем вывод, что монета движется по прямой по отношению к поезду и по параболе по отношению к Земле. Так какое же движение истинно? По параболе? Человек в поезде, уронивший монету, может быть готов поверить, что, хотя ему и кажется, что он стоит на месте, «на самом деле» он движется со скоростью 70 миль в час. Но он будет не совсем готов поверить, что монета, которую он видит движущейся по прямой, «на самом деле» движется по параболе.