浅谈惯性与相对论的内在联系

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浅谈惯性与相对论的内在联系

作者：沈国浩汤庆国

来源：《新校园·理论（上旬刊）》2011年第10期

摘要：本文围绕绝对惯性系是否存在的问题简单介绍了惯性与相对论之间的内在联系。

从惯性定律和惯性系中引入绝对空间，在此基础上产生的马赫原理成为了爱因斯坦“相对论”发展的先驱。

关键词：惯性；绝对空间；马赫原理；相对论

惯性是经典力学中的一个基本概念，同时它又是人们日常生活中的一个基础性观念，并且惯性问题也是经常被物理学界讨论的一个话题。相对论是牛顿力学（经典力学）进化与扩展方面的理论。表面看来两者并没有太多的联系，然而围绕绝对惯性系是否存在的问题来看，两者之间的关联不可忽视。

一、惯性的本质

惯性是物体的固有属性，惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。惯性是否是物体的性质，依据牛顿第一运动定律，任何物体均具有惯性。因而，看来惯性不是被研究物体的性质，因为这一性质是一切物体所具有的，也就是说它与物体的个别特征无关。因而，惯性只能是存在的一个特征，是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。换一句话说，它是存在于物体周围的一种条件，一种约束。

二、惯性系与惯性定律

首先，惯性系就是惯性定律成立的参考系，在这个参考系中一个不受外力作用的物体总是处于静止或匀速直线运动状态。那么不受外力作用又是什么意思呢？这就是说，在惯性系中处于静止或匀速直线运动状态的物体是不受外力作用的。

其次，在实践中，地球是一个相当好的近似的惯性系。许多力学现象都可以把地球看作惯性系，但是太阳及其邻近的恒星组成的参考系是比地球更好的惯性系。进一步的研究表明，太阳是银河系中的一颗普通恒星，它同其他银河系的恒星一起绕银心旋转，作变速运动，因而太阳参考系也不是严格的惯性系。根据这种经验，我们可以取更大的天体系统的平均静止参考系以趋近严格的惯性系。看来我们可以不断地趋近惯性系，但却不能找到严格的惯性系。

三、绝对空间