深刻理解牛顿第一定律内涵，对理解物质运动至关重要

导读：如何加深理解牛顿第一定律内涵，此文可以帮助你。

在这里再补充一下牛顿第一定律的内涵：

（1）提出了力概念的科学的定性定义。

牛顿在表述他的第一定律前的定义中明确提出：力是对物体的作用，使物体改变静止或匀速直线运动状态。这就对力概念给出了定性的、科学的定义。其要点之一是力的起源：力是物体对物体的作用（牛顿第三定律进一步揭示物体间力的相互作用性质的规律）。力存在于这种作用过程之中。其要点之二是力作用的效果：是使受力物体的运动状态发生变化，即产生加速度。

这是牛顿在运动定律研究方面，超过伽利略的原因之一，就在于他科学地定义了力这个重要概念。它使原来关于推、拉这种关于力的模糊认识上升到科学概念，从而大大拓宽了人们对力的认识，拓宽了力的范围。使人们根据上述的两个要点，去认识更大范畴内的作用力，包括引力，电磁力等等。

（2）惯性概念的确立。第一定律表明：在不受外力作用的情况下，每一个物体都具有保持静止或沿一直线作等速运动状态的属性，这就是惯性。

牛顿在陈述第一定律前的定义中，明确定义了“惯性”这一概念，他指出：“惯性是一种起抵抗作用的能力，它存在于每一物体当中，”这种抵抗作用的能力，“使之保持其现有状态，或者静止，或是匀速直线运动。”显然，这里所说的起抵抗作用的能力，是指对外界改变物体运动状态的作用的抵抗能力。所以惯性被认为是物体固有的属性，不论物体是否受力都具有的性质。当物体没有受外力作用时，静者恒静，动者恒作匀速直线运动，是物体惯性的表现；当物体受到外力作用时，物体的惯性表现于对外界作用的“抵抗性”（此即牛顿所说“抵抗能力”的含义）。这种“抵抗性”在牛顿第二定律中将得到进一步的定量的阐明。但很少有人去思考惯性和引力之间的关系和作用。

（3）定义了惯性系参考系是判断动、静，描述物体运动的依据，人们可以任意选定一个参考系来对自己感兴趣的物体运动进行描述。

对任一物体，不管它是否受力，都可以找到一个参考系，在此参考系中，该物体是静止的或作匀速直线运动的。可见，离开参考系谈惯性定律是毫无意义的。牛顿第一定律把“不受其它物体作用力”作为“物体继续保持静止或匀速直线运动”的条件，就界定了牛顿力学适用于一类特殊的参考系，这类特殊的参考系就是不受力作用的物体在其中静止或作匀速直线运动的参考系，称为惯性系。牛顿第一定律正是通过不受外界作用的物体的运动状态来定义惯性参考系，从而使它成为整个力学甚至物理学的出发点。因此包含三层含义的牛顿第一定律第一个任务就是揭示了一切物体都具有的这种属性，“一切物体在不受外力的情况下都会保持静止或者匀速直线运动状态”。

那么很显然了。非惯性系的定义就是：物体间运动状态不遵守伽利略变换的参考系为非惯性系。

在这里说明一下为什么不将惯性系直接定义为：物体间运动状态遵守伽利略变换的参考系为惯性系。

大家可以看一下伽利略变换的内容：伽利略变换是牛顿力学中所使用的两个相对做等速直线运动的参考系中的时空变换。等速和匀速是不同的。所以不能直接这样定义惯性系！

而要深刻理解伽利略变换和洛伦兹变换是这样的：伽利略变换与牛顿的绝对时间、绝对空间的概念有关。这里所谓绝对是指长度的量度与时间的量度均与参考系的运动或参考系的选择无关。

但现代物理学中电磁光学现象所符合的相对性原理与伽利略变换发生了尖锐的矛盾，因此在狭义相对论中修改了绝对时空的概念，空间和时间遵从洛伦兹变换。

这时长度与时间的量度都与参考系的速度有关。不过在运动速度远小于光的速度时，洛伦兹变换近似等于伽利略变换。

而且物质具有惯性在我看来，本身就蕴含深意。不仅是宏观上的，也有微观上的。

楞次定律：即感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。是微观上的“惯性”表现。而且化学反应也是。物质具有保持原来状态的性质，是普适的！无论是微观还是宏观。如果你想打破原来的物质“状态”就必须付出相应的能量！所以物质具有“惯性”在更深层的物理上是能量守恒定律！这就是为什么会在上面强调惯性与能量的深化认识了。

由这一点，同样可以看出，引力作为惯性的源泉。不应该被排除到量子力学之外。而且她反而在一个很微妙的位置上。

摘自独立学者，科普作家，艺术家灵遁者科普书籍《变化》