現實世界中，不存在慣性系，不代表基於此建立的物理知識不靠譜

導讀：本文摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》。旨在幫助大家了解物理宇宙科普知識。

當真是「書到用時，方恨少。」而且好多原來讀過的，學過的東西，都已經模糊了。我經常自嘲「未老先衰」看來是有道理的。描述變化，描述宇宙，描述時間這些東西，本來應該是基於客觀然後「計算」推得。而我是基於客觀只能描述，計算於我已經生疏了。可是我覺得真對不起自己，如果能將這本書寫好，也算是對自己一直以來的夢想的交代吧。不是我不愛你，是我沒有能力去愛你。

上面說到運動，我決定先來聊聊宏觀運動。學過哲學的人都知道運動是絕對的，靜止是相對的。你無法在宇宙之中找到不運動的東西。可是要確切的描述運動，也是件很讓人惱火的事情。

描述運動，必須有參考物，參考系。描述同一物質選擇不同的參考系，運動狀態就可能發生變化。比如說坐在車上的人，如果以車外的樹木為參考系，人是運動的；而以車上的座椅為參考系，人是靜止的。這是我們高中學習的。

看到這裡，我相信你已經想到了我接下來我要說的了。那就是參考系。參考系分為慣性系和非慣性系。也是我們高中所學習的。但是我相信你和我一樣，根本沒有重視這個知識點。靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》靈遁者淘寶有。

直到後來，我才意識到這個知識點，對於整個物理學，甚至哲學而言，是多麼重要。愛因斯坦能建立狹義相對論，也是基於對此問題的清晰認識。那就是在任何慣性系中物理定律具有相同的表達形式。愛因斯坦將這個相對性原理與光速不變原理相結合，創建了狹義相對論。

而對於慣性理論，我們首先應該提到的是一個人——伽利略。「伽利略變換」是一個被物理學家熟知的詞。該理論認為：一切彼此做勻速直線運動的慣性系，對於描寫機械運動的力學規律來說是完全等價的。或者說一個慣性系保持相對靜止或相對勻速直線運動狀態的參考系也是慣性系。且在一個慣性系內部所作的任何力學實驗都不能夠確定這一慣性系本身的運動狀態。一個慣性系保持相對靜止或相對勻速直線運動狀態的參考系也是慣性系。

值得一提的是，我們認為在宇宙中並不存在真實的慣性系。慣性系是我們基於客觀延伸的產物。在慣性系中，物體不受外力時，總保持勻速直線運動或靜止狀態。試問，可以找到不受外力影響的物質或者參考系嗎？ 顯然由於萬有引力等因素，這樣的慣性系和物質是找不到的。所以說真實的慣性系是不存在的。

所以愛因斯坦曾指出牛頓第一定律【任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態，直到外力迫使它改變運動狀態為止。】有循環論證嫌疑。

後來朗道在《場論》給出了慣性系定義 ：牛頓第一定律成立的參照系叫做慣性系。這一定義使我相信，牛頓第一定律本身字面上沒有循環論證的問題，但是在尋找慣性系的時候，它會出現這個問題。

事實上我們周圍的環境都是非慣性參考系，可是為什麼會用慣性系來描述運動方程。原因是在這個系統里描述運動方程更簡單，更方便。

具體解釋是在空間中，相對於任何參考點（靜止中或移動中），運動中的粒子的位移、速度和加速度都可以測量計算而求得。雖然如此，經典力學假定有一組特別的參考系。在這組特別的參考系內，大自然的力學定律呈現出比較簡易的形式，稱這些特別的參考係為慣性參考系（慣性系）。

慣性系有個特性：兩個慣性系之間的相對速度必是常數；相對於一個慣性系，任何非慣性參考系（非慣性系）必定呈加速度運動。所以，一個凈外力是零的點粒子在任何慣性參考系內測量出的速度必定是常數；只有在凈外力非零的狀況下，才會有點粒子加速度運動。因為萬有引力的存在，並無任何方法能夠保證找到凈外力為零的慣性系。

事實上，在我看來，可以將慣性系看作是非慣性系的特殊情況。現實宇宙中非慣性系可以無限的接近慣性系，但是永遠不會成功。所以說慣性系是基於客觀的宇宙環境而推得的，基於此建立的物理大廈，也就不是空中樓閣。

談到這裡，我們就不可避免的要談到慣性【慣性即物體保持運動狀態不變的性質】。慣性和慣性系是兩個概念。慣性是物質固有的屬性。無論是固體、液體或氣體，無論物體是運動還是靜止，都具有慣性。一切物體都具有慣性。且慣性的大小隻與物體的質量有關。質量大的物體運動狀態相對難於改變，也就是慣性大；質量小的物體運動狀態相對容易改變，也就是慣性小。

摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》

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