「相対性」ってなんだ？

大きな客船に乗っていると揺れもほとんどないため、船に乗っていることを忘れてしまいます。
甲板に出てみて初めて船が進んでいることに気づいたり。。

実はこれが、相対性理論の「相対性」のカギだったりします。

相対性理論の「相対性」とは、どういう意味か？というお話です。

「相対性」についてWikipediaで調べてみると

相対性（そうたいせい、relativity）とは、他との関係のなかにある（相対）、という性質のこと

と出てきます。

分かりましたでしょうか？
僕はよく分かりませんでした（＾＾；

そこで今度はgoo辞書の『デジタル大辞泉』で「相対」について調べると

相対とは、他との関係の上に存在あるいは成立していること

と出てきました。

つまり、相対性とは
他と比べてみないと分からない、比べてみて初めて分かるという性質
といえそうです。

■「動いている」ことに比べてみて気づく

では相対性理論の場合の「他と比べてみないと気づかないこと」とは何か？
それは、最初の例でいうところの、自分の乗っている船が動いていること、です。

これを物理学的に言い直すと
動いている船の中でも、”自然の法則”は変わらない
ということになります。

※もちろん船だけでなく、車でも飛行機でも宇宙船でも何でも構いません。

”自然の法則”とは、りんごが木から落ちるとか、重くて速いものほど運動エネルギーは大きい、などのことです。
動いている船の中にいても、りんごは斜め下に落ちることなく、真下に落ちる、などといったことを言っています。

このように、船の中にいて船の中のことを見ている限り、船が動いていることに気づかない。
船の外と比べて初めて、船が動いていることが分かる、というのを【相対性】といいます。

「りんごは木から落ちる」とか「重くて速いものほど運動エネルギーは大きい」というのは、物理で　【力学】　といわれる分野です。
実は　【力学】　の分野では、
動いている船の中でも、”力学の法則”は変わらない
ということは、アインシュタイン以前から知られていました。

このことを最初に言ったのは、地動説で有名なガリレオ・ガリレイですから、これを　【ガリレイの相対性原理】　とも言われます。

つまり【相対性原理】というのは

【相対性】
＝　船の外側と比べないと、船が動いているかどうかは分からない
＝　動いている船の中でも、”自然の法則”は変わらない（相対性）

は【原理】（正しいという前提で話をすすめる）という意味です。

じゃあ、ガリレオ・ガリレイも言っていた　【ガリレイの相対性原理】　と
特殊相対性理論で出てくる　【特殊相対性原理】　とは何が違うのか。

もし全く同じだったら、ガリレイがすでに相対性理論を作っていたかもしれないので、もちろん異なる点があります。

その異なる点とは、【特殊相対性原理】　では
動いている船の中で、（力学だけではなく）電磁気学の法則も変わらない
と言うのです。

電磁気学というのは、＋や－といった電気の力や、ＮやＳといった磁石の力、また電流などをあつかう学問です。
その電磁気学の法則も変わらない、としたのが【特殊相対性原理】なのです。

この【特殊相対性原理】と【光速度不変の原理】をもとに作られたのが【特殊相対性理論】です。

○物理学でいう【相対性】とは、
物体が動いているかどうかは他と比べないと分からない
＝　動いている物体でも自然の法則は同じ
ということ。

○力学では、ガリレイの相対性原理が知られていたが
アインシュタインはさらに、電磁気学の法則も変わらないという【特殊相対性原理】を持ち込んで
特殊相対性理論を作った。