空間座標系

　　物理中研究系統在空間中的行為時，通常需要描述系統在空間之位置，而數學上空間理論的座標系，方便我們定出一標準來描述，此一定出標準之過程稱為座標系之選擇。在討論系統座標之前，先簡單了解三維以下的維度空間。
　　零維即點的觀念：點在空間不佔據任何體積、面積與線段長，但卻可確認其存在，是完全理想化的。一維即直線的觀念：只能允許點在直線上移動，而無法離開此直線，定出零點後，往正的移動稱其向正方向移動，往負則稱向負方向移動。二維即平面的觀念：允許直線移動之點，在某一垂直該直線的直線方向，離開此直線運動。除直線外，還多出圓錐曲線與一般曲線的觀念。三維即我們日常生活中的空間，除了平面外，還多出了曲面與歪斜線之觀念。越往高維度，低維的種類與性質就越豐富。
　　由以上討論知：數學上最簡單描述三維空間的座標系為三維直角座標系，其優點是：一但選定後，其方向就確定下來，不隨系統之行為而改變。而且數學上，三維直角座標系之方向與原點可以任意選取。到此研究系統行為之座標系，我們已經決定了！而是否異於我們的觀察者也是相同形式？如不是或不完全是，那又該如何呢？座標系統之選取，此一看似自然的東西，其實是物理學的基礎之一。而座標系統選取所代表的意義，要先從慣性說起。

2008-12-28 亥時