物理论文——漫谈惯性

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1、物理论文一一漫谈惯性漫谈惯性摘要：对经典力学范围内现行的惯性观提出了不同的看法，认为对于惯性要区分：个别研究对彖的性质与存在的性质；保持某种状态的性质与改变某种状态的性质；物理学规律的动力学特性与审美性。关键词：惯性；存在；时间；空间。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（1）。可是，尽管经典力学经过了漫长的发展时期，大部分的物理教师在此问题上还存在着很多的混乱性（2）,本文试从几个方面对惯性进行了讨论，望引起大家的共识。一、惯性的意义人家知道，惯性是物体保持静止状态或匀速玄

2、线运动状态的性质（3）。一个物体，只要不受外力作用，原来静止的就会一直静止下去，而原来运动的则会一直作匀速直线运动。这里的问题在于：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冇的，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彖上的表现。换一句话说，它是存在于物体周围的一种条件，一种约束。二十世纪初，德国数学家诺特尔（4）证明了：空间平移对称性导致动量守怛、空间转动对称性导致角动量守恒、而时间均匀性导致能量守恒。事实上，物体的惯

3、性是时间均匀性与空间对称性的必然结果。因而它与个别的特殊研究对象无关。惯性不是个别存在物的性质，个别存在物只是惯性的显现者，惯性的本质与个别存在物的特性无关。从而我们就不能用反映个别存在物性质的量（例如质量）来测度惯性。因为惯性作为存在的一种显现，并无大小可言，它只是存在之状态的表达。二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关通常认为质量是物体惯性大小的量度是据丁•这样的理由：质量大的物体在和同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化，物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体Z性

4、质不在于其使（或抗拒）物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力，而在于它的保持某种特定状态（静止或匀速直线运动）的本领：在最相似的物Z间，错觉说曹最巧妙的谎；最小的罅隙是最难度（5）。因而惯性与物体的质量无关。倘若惯性与物体的质量有关的话，则我们也可以说力与惯性也有关系。因为对于相同质量的物体而言，力越小其运动状态就越难改变。凶而，也即力越小物体的惯性越人。事实上，在惯性概念发展的最初时期，T•顿就将惯性与力进行等价的思考，当然现在大家知道丫顿的把惯性等同于力的思想是错的了。如果要说质量与惯性确有联系的话，作者以为也只能从这样的一个视角來看：惯性是由其

5、表现物体周围存在着的与时空有关的天体质量分布情况决定着的性质。这是因为，根据广义相对论，空间的性质是由天体质量的分布所决定的。至于时间，自从奥古斯丁（6）提出“什么是时间？”以来，人们还没有认清它的真而冃，也因而从更深的层次上而言，人们只认识到什么是惯性而还没冇搞清惯性是什么。惯性不是一种由个别物体自身所具备的原因（诚然，所有物体均会表现出惯性），它不是我们的一种吃力的、需要支撑的、痛苦感的反映，事实上，它是存在之美感的绽开。因而“惯性是物体对任何改变其运动状态的外来作用的阻抗的性质”（7）这样一种说法就是不当的。因为这一注释还是从对丫顿第二定律的基本分析

6、而來的，在这一注释小C经隐藏了牛顿第二定律及对惯性与物体质量等价的认同感。其实，惯性是一种令人十分安全的、舒适的、和谐的存在Z性质，它使物体的存在行为非常简单，而人们也往往由于常见到这种存在的简单性而忽视了它的深层含义。静止的永远静止，运动的永远作匀速直线运动，惯性就是将存在如此单调而巫复地显现在人们眼前。凡是背离了这两种物体的存在情况而用惯性去解释其存在原因的，作者以为均属一种不当的诡辩行为。可是这种诡辩行为不仅麻木了人的脑神经而11充斥着各种各样的教科书（8）,我们来看一些卜•而的例子。三、惯性定律与牛顿第二定律的关系当物体所受的合外力为零时，从牛顿第

7、二定律可知物体处于静止状态或作匀速直线运动。可是，仅依据这一点却不能认为牛顿第一定律是牛顿第二定律的一个特例。因为这两个定律的论述对彖其实是不一样的。牛顿第二定律的研究对象是一个物体，而牛顿第-•定律论述的是整个存在的性质。惯性——这个任何物体均具有的性质其实不是我们的个别研究对象所具有的性质，因为这个“任何物体”，包括了天地间的万物，而万物的总称（15）即是宇宙：“四方上下曰宇，古往今来曰宙”•也即任何个别的物体都不M能无条件地具有惯性：惯性是存在的特性，是存在着的时空的特性，是宇宙的特性。其次，牛顿第二定律是关于个别物体因果性的规律，而牛顿第一•定律却

8、与个别物体的因杲性无关，它是存在Z状态的表述，它的表述是与具休的特