在火车上观看窗外开阔的原野,从视差的分析,远物体相对观察者移动慢,近处快,远处景物朝火车前进方向旋转
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首先观察者坐在火车上以火车为参照物，无论是近处的还是远处的景物相对于火车来说都是向后运动的。但移动相同的距离，近处的景物对人的眼睛造成的视角大些，所以看起来移动的速度大些。所以在火车上的人看来，近处的景物向后运动的快，而远处的景物向后运动的慢。当人同时看近处和远处的景物时，人会不自觉的以近处的景物为参照物，这样看起来远处的景物就在向前运动了。但实际上过一会儿你看，远处的景物也落到火车后面去了。
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物质在相互作用中作永恒的运动，没有不运动的物质，也没有无物质的运动，由于物质是在相互联系，相互作用中运动的，因此，必须在物质的相互关系中描述运动，而不可能孤立的描述运动。也就是说，运动必须有一个参考物，这个参考物就是参考系。
伽利略曾经指出，运动的船与静止的船上的运动不可区分，也就是说，当你在封闭的船舱里，与外界完全隔绝，那么即使你拥有最发达的头脑，最先进的仪器，也无从感知你的船是匀速运动，还是静止。更无从感知速度的大小，因为没有参考。比如，我们不知道我们整个宇宙的整体运动状态，因为宇宙是封闭的。爱因斯坦将其引用，作为狭义相对论的第一个基本原理：狭义相对性原理。其内容是：惯性系之间完全等价，不可区分。
著名的麦克尔逊·莫雷实验彻底否定了光的以太学说，得出了光与参考系无关的结论。也就是说，无论你站在地上，还是站在飞奔的火车上，测得的光速都是一样的。这就是狭义相对论的第二个基本原理：光速不变原理。
由这两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式，速度变换式等所有的狭义相对论内容。比如速度变换，与传统的法则相矛盾，但实践证明是正确的，因此，从这个意义上说，光速是不可超越的，因为无论在那个参考系，光速都是不变的。速度变换已经被粒子物理学的无数实验证明，是无可挑剔的。正因为光的这一独特性质，因此被选为四维时空的唯一标尺。
