基础与参考系
惯性参考系
惯性参考系是一个不加速的参考系——它既不加速、也不减速、更不转向。它的判别标准就是牛顿第一定律:在这样的参考系里,一个不受力的物体要么保持静止,要么沿直线匀速滑行。如果无人理睬的东西无缘无故地侧移或拐弯,那你的参考系就不是惯性的。
这种差别在日常生活中能切身体会到。站在平稳巡航的火车里,搁在手心的一枚硬币会乖乖待着,就像放在结实的地面上一样;火车的参考系(极接近)是惯性的。可一旦火车刹车,硬币会在没有任何手去推它的情况下向前一冲——那突如其来的拉扯,暴露出一个正在加速的非惯性参考系。
狭义相对论完全建立在惯性参考系之上,因为它们构成一个享有特权的家族,物理定律在其中呈现出最简洁、彼此一致的形式。严格说来,没有哪个真实参考系是完美惯性的——地球既自转又绕太阳公转——但一个远离引力、自由漂浮的实验室已经非常接近,而在很短的时间尺度内,一张实验台就够用了。
no net force ⇒ constant velocity (Newton's 1st law holds)
当不受力的物体都沿直线匀速滑行时,这个参考系恰好就是惯性的。
爱因斯坦的等效原理后来表明,在引力作用下自由下落的参考系在局部也表现得像惯性参考系,而静止站在地面上的参考系反而不是——这是引力之特殊的一条线索。
又称
另见