慣性與慣性座標系

　　所謂的慣性是：物體在運動狀態改變時，表現出維持原本運動狀態行為的瞬間特性。例如：汽車忽然加速時，會往後頓一下，這就是身體為維持先前等速的狀態，而表現於外的短暫現象或感覺。忽然減速時，會往前頓一下，這就是身體為維持先前加速的狀態而表現於外的。這種短暫的不協和感覺就是慣性。所以，如感受到了慣性，就表示作用在自己身上的力有所改變。
　　Galileo在一連串的力學實驗觀察後，提出：「物體靜者恆靜止，動者恆作等速度直線運動。」之結論來描述慣性。Newton將之視為慣性定律，此即後來人所說的Newton第一定律。
　　物理學上的座標系選擇，與觀察者的運動狀態有關，並認為只能在靜止或等速運動的觀察者中選取，才能保證所有的力學現象與結果都一致，並將此二情況觀察者選取的座標系稱為慣性座標系。此即Galileo的相對性原理：「在慣性座標系中，所有的力學現象與結果，形式上皆一致。」並將兩個慣性座標的聯繫關係稱為Galileo變換。
　　值得一提的是，Newton時期所說的靜止是絕對的、是理想的，其實可能是不存在的，也不具有特別的意義。重要的是相對的觀念，即兩個等速相對運動或相對靜止的座標系都可看成慣性座標系。
　　然而我們所居住的地球會自轉與繞太陽公轉，是加速系統。那照上段的說法，我們生活在非慣性座標系上，但生活中的觀察與實驗，都是在地球上做的，難道都不正確，但地球上驗證的實驗卻仍然是正確的。所以關於慣性座標系的定義，看來需要重新修改。

2008-12-29 亥時