В чем суть принципа относительности в естествознании.

Впервые этот принцип был установлен Галилеем, но окончательную формулировку получил лишь в механике. Ньютона. Для его понимания нам потребуется ввести понятие системы отсчета, или координат. Как известно, положение движущегося тела в каждый момент времени определяется по отношению к некоторому другому телу, которое называется системой отсчета. С этим телом связана соответствующая система координат, на пример, привычная нам декартова система. На плоскости движение тела или материальной точки определяется двумя координатами: абсциссой х, показывающей расстояние точки от начала координат по горизонталь ной оси, и ординатой у, измеряющей расстояние точки от начала координат по вертикальной оси. В пространстве к этим координатам добавляется третья координата z.

Среди систем отсчета особо выделяют инерциальные системы, которые находятся друг относительно друга либо в покое, либо в равномерном и прямолинейном движении. Особая роль инерциальных систем заключа ется в том, что для них выполняется принцип относи тельности.

Принцип относительности означает, что во всех инерциальных системах все механические процессы происходят одинаковым образом.

В таких системах законы движения тел выражаются той же самой математической формой, или, как принято говорить в науке, они являются ковариантными. Действительно, два разных наблюдателя, находящихся в инерциальных системах, не заметят в них никаких изменений.

При́нцип относи́тельности — фундаментальный физический принцип, согласно которому все физические процессы винерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения. Отсюда следует, что все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчёта.

Различают принцип относительности Эйнштейна (который приведён выше) и принцип относительности Галилея, который утверждает то же самое, но не для всех законов природы, а только для законов классической механики, подразумевая применимость преобразований Галилея, оставляя открытым вопрос о применимости принципа относительности к оптике и электродинамике.

С принципом относительности тесно связано то обстоятельство, что говорить о скорости тела можно лишь по отношению к какому-либо другому телу. Когда мы говорим, например, что скорость автомобиля равна 60 км/час,то имеем в виду, конечно, скорость по отношению к поверхности Земли. Для наблюдателя, находящегося, скажем, на Луне, скорость того же автомобиля будет совершенно иной. Точно так же, если человек идет вдоль поезда со скоростью 3 км/час, то это — скорость относительно поезда. Если же сам поезд движется относительно Земли со скоростью 30 км/час, то скорость того же человека для неподвижного (относительно Земли) наблюдателя будет составлять 33 или 27 км/час, в зависимости от того, идет человек к голове или к хвосту поезда.

Говорят поэтому, что скорость — понятие относительное. Естественно, что относительными будут и все те физические понятия и величины, которые зависят от скорости, например количество движения или кинетическая энергия. Нельзя сказать, какой кинетической энергией обладает тело «само по себе», можно говорить лишь о кинетической энергии одного тела по отношению к другому. Наблюдая движение одного и того же тела по отношению к различным «телам отсчета», с различных «точек зрения», мы получим для него различные значения скорости, количества движения, кинетической энергии.