Quand je suis réveillé au petit matin par les sifflements d’autres convois arrivant ou quittant la gare dans laquelle mon train s’est arrêté sans m’avoir brisé le sommeil, il m’arrive parfois d’être désorienté en scrutant la voiture voisine à la recherche d’un visage familier, beau ou juste intéressant : j’ai l’impression que mon train s’est mis en marche, mais c’est peut-être l’autre, je n’en suis pas sûr. Pendant un moment, je ne peux qu’observer l’effet du mouvement : je n’ai plus en face de moi, dans l’autre train, la chevelure blonde d’une personne qui me tournait le dos, mais celui, mal rasé, d’un gros monsieur endormi. Je sais alors qu’un des deux trains se déplace par rapport à l’autre : je peux constater un mouvement relatif. Ce n’est qu’en portant mon regard sur un point que je sais être fixe – l’horloge sur le quai par exemple – que je décide que c’est bien nous qui sommes en train de quitter la gare.
Cette petite histoire d’un moment d’incertitude ferroviaire illustre un aspect de la relativité du mouvement : sans repère permettant d’établir ce qu’est le repos, nous ne sommes pas capables de détecter le mouvement absolu, nous ne pouvons que constater le mouvement relatif. Plus précisément, il s’agit d’une propriété des mouvements uniformes, c’est-à-dire des mouvements à vitesse constante. Par conséquent, dans un train idéal qui se déplacerait à vitesse constante, dont la suspension, elle aussi, serait idéale, amortissant parfaitement les bruits et les secousses ressenties pendant un voyage réel, il nous serait impossible de détecter le mouvement sans observer le monde extérieur ; cette observation cependant ne permettrait qu’une détection d’un mouvement par rapport à un autre repère, autrement dit, d’un mouvement relatif…