아인슈타인은 운동을 측정할 때 정지한 말뚝과 같은 기준틀은 이 우주 에 존재하지 않는다고 생각했습니다. 그 대신 모든 운동은 상대적이고 모든 기준틀을 임의로 잡을 수 있다고 생각했습니다. 아무것도 없는 우주 공간에서 어 떤 우주선도 자신의 속력을 측정할 수 없고, 오직 다른 물체에 대한 자신 의 상대적인 속력을 측정할 수 있을 뿐입니다.
예를 들면 텅빈 우주 공간에서 우주선 A 가 우주선 B를 지나가고 있다고 가정해보겠습니다. 우주선 A에 있는 남자 와 우주선 B에 있는 여자는 제각기 상대적인 운동만을 관측할 것입니다. 이 러한 관측을 통해서는 어느 쪽이 운동하는지 누가 운동하고 있고 누가 정지해 있는지 알수없습니다.
사실 이것은 신호등이 바뀌길 기다리는 자동차 안의 운전자들이 흔히 경험하는 일입니다. 차창을 통해 다른 차선에 있는 차가 후진하기 시작하는 것을 본 후에 그 차가 사실은 정지해 있었다는 것을 알고서 깜짝 놀란 적이 있을 것입니다. 하지만 사실 여러분이 탄 차가 앞으로 움직였기 때문입니다. 만일 차창을 통해 밖을 내다보지 않는다면 여러분의 차가 일정한 속력으로 운동하는지 정지해 있는지를 구별 할 수 있는 방법이 없습니다.
첫번째 공리
초속으로 날아가는 제트 여객기에서도 우리는 마치 비행기가 정지해 있는 것처럼 동전을 위로 던지고 던진 자리에서 다시 동전을 받을 수 있습니다. 승무원도 비행기가 활주로에 서 있는 것처럼 커피 포트를 기울여 커피를 따라줄 수 있습니다. 그런 일은 하지 않겠지만 만약 호기심 많은 미래의 과학도가 비행기 내에서 추에 실을 매달아 진동시키더라도, 비행기가 정지해 있거나 일정 한 속력으로 날아가는 경우에는 진자의 운동에 아무런 차이가 없을 것입니다. 우리가 일정한 운동 상태에 있는지를 알 수 있는 물리적 실험을 한다는 것은 불가능합니다. 물론 우리는 비행기 창을 통해 밖을 내다 볼 수 있어서 지나 가는 지구를 보고, 또 레이더 신호를 보낼 수도 있습니다. 하지만 여기서 중요한 것은 객실 안이라 는 한정된 공간에서 이루어지는 어떤 실험으로도 비행기가 정지해 있는지, 아니면 일정한 속력으로 운동하고 있는지를 알아낼 수가 없다는 사실입니다. 일정한 속 력으로 운동하고 있는 객실 안에서의 물리 법칙은 정지한 실험실에서의 물리 법칙과 항상 동일합니다. 이와 같은 예들은 특수 상대성 이론의 두 공리 가운데 하나를 보여주는 것입니다.
등속 운동하는 기준틀에서 자연의 모든 법칙은 동일하다.
물론 기준틀 내에서 가속은동을 검출할 수 있는 여러 가지 실험들은 고안될 수 있습니다. 그러나 아인슈타인에 따르면 등속운동을 검증할 수 있는 실험은 존재하지 않습니다.