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在没有加速的平稳飞行中，冰一动不动地浮在杯面上，好似被放在了地上一样。在这种情况下，如果拉下遮光板，你会觉得自己根本就不在飞行中。你没法在机舱里捣鼓那些能证明你是在运动中的物理实验。这种平稳会让我们错以为自己在陆地上。这就是伽利略天才的想法。他通过一艘平稳行驶的船来说明了他的想法，道理是一样的。
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当飞机经过气流或加速时（转向也是加速的一种），那种我们习以为常的平稳状态瞬间就被打破了。冰摇摆起来，我们开始上下颠簸，左右摇摆，这一切都提醒着我们，飞机正在运动。
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伽利略认识到任何运动都是以其他参照物为前提的。如果两个物体以相同的速度运动，对于它们彼此来说，另一个物体都是相对静止的。如果你看见附近还有一架飞机，若它的飞行速度与你相同，而且也朝着同一方向飞去，在你看来，这架飞机就是静止的。不过，这不仅仅只是视觉上的问题——如果以你的飞机为参照物的话，这架飞机就是静止的。假设两架飞机能挨得足够近，你甚至能轻松地登上另一架飞机，完全察觉不出它们是处于运动状态的。
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对于伽利略来说，这个认识非常重要，因为它有力地支持了哥白尼提出的太阳中心说（地球绕着太阳运动）。自古希腊起，人们就认为地球不会转动，它静止地悬挂在宇宙中心，而太阳（和其他所有的星球）则围绕着地球旋转。在伽利略的时代，人们否认地球是处于运动状态的，普遍的观点认为如果地球在动，那些没有被固定在地面上的物体肯定会被甩出地球。当然，这种观点是错误的，从我们的角度来说，地球的确是不动的。因为，我们所有人都随着地球旋转的速度与它一起运动着（除非，例如我们坐在飞机上）。
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追赶
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让我们来重现伽利略的那个实验，它曾使那些不了解相对论的人感到大为震惊。意大利皮耶迪卢科湖上，某艘船上正在举行一场聚会，船在六个桨工的卖力划动中前行。伽利略询问他的朋友斯达路堤是否随身携带了一些较重的物体。斯达路堤拿出了一把很重的钥匙，显然，这是一把十分重要的而且无法复制的钥匙。伽利略用尽全力将这把钥匙笔直抛向空中，此举让朋友大吃一惊。斯达路堤觉得，船向前行进，钥匙一定会掉入湖中，他惶恐地不知所措，差一点就要跳进水里。
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在拥挤的机舱内将钥匙抛过头顶不是一个好主意。你最好搓一团纸球来做这个实验——最好移步至开阔区域，远离其他乘客和空乘，并尽量将物体笔直上抛。如果伽利略的朋友在场，他一定认为纸球会向后落在地上，因为飞机被发动机推动向前，而纸球却没有。很显然，他的这种假设是不会发生的。
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在伽利略所处的那个年代之前，人们觉得物体在推动下才会运动（或者在重力和浮力的作用下）。显然，球（或钥匙）被抛出之前它是与你同时运动的（钥匙是与伽利略一起的）。然而接下来，按照人们过去的认识，这种推力在抛出的瞬间消失了，因此物体就会落在后面。现实中，如果你垂直将球抛起，球一定能落回你手中，你与球之间没有相对运动，也不存在那个能使球发生相对于你位移的力。
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我们想象一下就好了。试想你爬到了机翼上，手中还捏着那团纸，再一次笔直地将它上抛。这一次会发生什么呢？这一次，纸球会被甩在后面。不过这是因为相对于空气来说，飞机的速度很快。从你的角度来说，你坐在机翼上，飞机是静止的，而空气则高速向后运动。向后运动的空气会与纸球接触，上亿个高速运动的空气分子与纸球发生撞击，将纸球推向后方。为了避免这个问题，伽利略选择了一把很重的钥匙。
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飞行中的科学 在急流中飞行
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当飞机处于低空，透过窗子就能看到底下的大地，这能让你清楚地感受到自己正在前行，而参照物就是地球。或者，你引用伽利略的说法，你是静止的，向后运动的是地球。（爱因斯坦常常喜欢这么问:“车站什么时候才到。”不过，同样的玩笑开过几次就招人烦了。）但是，你飞行的速度到底是多少呢？
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如果你坐的是一架波音747，它的巡航时速将达到每小时550～570英里（差不多是890千米/小时）。假设你从美国飞往英国时，地面上的观测者通过雷达测速仪发现了你，他一定会觉得你的速度比声音还快。可以这么说，一架普通的飞机能在乘客毫无知觉的情况下突破音障。
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飞机的空速是其相对于周围空气的速度，而不是相对于地面的速度。550英里/小时的巡航速度是飞机相对于周围空气的速度。但是，如果空气本身也以200英里/小时的速度与你做相同方向的运动，那么，地面测速雷达上观测到飞机的时速将达到750英里。这将比740英里/小时的声速还要快。
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虽然200英里/小时的风速有些极端，但是在强大的急流中，这样的风速也不是没有。急流是一种持续不断的气流，它自西向东运动，是地球自转的产物。急流是大气气温逆转造成的，它出现在飞机上升或下降过程中气温升高的区域。对于飞机来说，急流通常产生于30000～40000英尺的巡航高度。这个高度是大气下层（也叫对流层）与大气上层（也叫平流层）的分界线，对流层空气的主要成分为温室气体，而平流层则能吸收太阳辐射。并不是地球上所有地方都会产生急流，但会形成一股狭长的气流带，以每小时250英里的速度前行。若遇急流，向东飞行航班的速度将远远快于向西飞行的飞机（而且更省油），有时甚至堪比超音速飞机。
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飞行中的科学 特别的发现
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1905年，爱因斯坦宣布了一个了不起的发现，使相对论在伽利略的基础上又向前发展了一步。让我们回到大气急流，还记得空气的速度是如何为飞机加速，使之获得了一个更快的相对于地面的速度吗？同样，伽利略相对论也告诉我们：两架飞机迎面飞来，它们各自的速度分别为自身的速度加上对方的速度。或许，每架飞机相对于地面的时速为550英里，但对于朝它迎面飞来的另一架飞机来说，它的时速达到了惊人的1100英里。我们前面说过，如果两架飞机以同样的速度，朝同一个方向并排飞行的话，若以对方为参照物，它们是静止的。
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当爱因斯坦得出这个结论的时候，他想的不是飞机，而是光（这个时间比莱特兄弟首次试航的1903年晚了两年，那时飞机才刚刚被发明出来不久）。试想一下你的飞机突然获得了一个不可思议的速度。你的飞行速度达到了每秒186000英里（约300000千米/秒）。这和光速相同，而你也能与阳光同行了。根据伽利略的理论，在以你为参照物的情况下，阳光是静止的。但是爱因斯坦意识到这里有个大问题。