小論慣性

王基鑫

摘??要：對經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)現(xiàn)行的慣性觀提出了不同的看法，認(rèn)為對于慣性要區(qū)分：個別研究對象的性質(zhì)與存在的性質(zhì);保持某種狀態(tài)的性質(zhì)與改變某種狀態(tài)的性質(zhì);物理學(xué)規(guī)律的動力學(xué)特性與審美性。

關(guān)鍵詞：慣性;存在;空間

慣性是經(jīng)典力學(xué)中的一個基本概念，同時它又是人們?nèi)粘Ｉ钪械囊粋€基礎(chǔ)性觀念，并且慣性問題也是經(jīng)常被物理學(xué)界討論的一個話題。可是，盡管經(jīng)典力學(xué)經(jīng)過了漫長的發(fā)展時期，大部分的物理教師在此問題上還存在著很多的混亂性，本文試從以下幾個方面對慣性進(jìn)行了討論，望引起大家的共識。

一、慣性表現(xiàn)為周圍空間對處于其中的物體的約束

大家知道，慣性是物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)。一個物體，只要不受外力作用，原來靜止的就會一直靜止下去，而原來運動的則會一直作勻速直線運動。這里的問題在于：慣性是否是物體的性質(zhì)？

依據(jù)牛頓第一運動定律，任何物體均具有慣性。因此，慣性不是被研究物體所獨有的性質(zhì)，因為這一性質(zhì)是一切物體所具有的，也就是說它與物體的個別特征無關(guān)。甚至慣性的存在與個別物體是否存在都無關(guān)，這個物體不存在，慣性會在另外一個存在的物體上表現(xiàn)出來。所以，慣性只能是存在的一個特征，是被研究對象周圍的環(huán)境在此對象上的表現(xiàn)。換一句話說，它是存在于物體周圍的一種條件，一種約束。

二、慣性與物體運動狀態(tài)變化的難易程度無關(guān)

通常認(rèn)為質(zhì)量是物體慣性大小的量度是據(jù)于這樣的理由：質(zhì)量大的物體在相同的力作用下其運動狀態(tài)不容易改變。這是由牛頓第二定律所得到的基本結(jié)論。而事實上物體運動狀態(tài)是否變化，物體運動狀態(tài)的變化是難還是容易是與慣性無關(guān)的。質(zhì)量才是反映物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的難易程度的物理量。慣性所揭示出的物體之性質(zhì)不在于其使（或抗拒）物體運動狀態(tài)的改變或代表改變的難易程度的能力，而在于它的保持某種特定狀態(tài)（靜止或勻速直線運動）的性質(zhì)。慣性只能用存在或不存在去描述，而無大小之分。

三、慣性是一種令人十分安全的、舒適的、和諧的存在之性質(zhì)，它使物體的存在行為非常簡單而美好

而人們也往往由于常見到這種存在的簡單性而忽視了它的深層含義。靜止的永遠(yuǎn)靜止，運動的永遠(yuǎn)做勻速直線運動，慣性就是將存在如此單純而重復(fù)地顯現(xiàn)在人們眼前。慣性不是由于個別物體自身所具備的原因（誠然，所有物體均會表現(xiàn)出慣性）而存在，它也不是我們的一種吃力的、需要支撐的、痛苦感的反映，事實上，它是存在之美感的綻開。因而“慣性是物體對任何改變其運動狀態(tài)的外來作用的阻抗的性質(zhì)”這樣一種說法就是不當(dāng)?shù)摹Ｒ驗檫@一注釋還是從對牛頓第二定律的基礎(chǔ)上分析而來的，在這一注釋中已經(jīng)隱藏了牛頓第二定律及對慣性與物體質(zhì)量等價的認(rèn)同感。

其實，凡是背離了這兩種物體的存在情況而用慣性去解釋其存在原因的，作者以為均屬一種不當(dāng)?shù)脑庌q行為。可是這種詭辯行為不僅麻木了人的腦神經(jīng)而且充斥著各種各樣的教輔資料書，我們來看下面的例子。

慣性有不利的一面，高速行駛的車輛因慣性而不能及時制動常造成交通事故。所以，在城市的市區(qū)，對機動車的車速都有一定的限制，以利于行車安全。在這里，不能及時制動是由于慣性還是由于制動力不夠大等其它因素？略作思考，讀者就可判斷出是由于制動力和質(zhì)量及路況等因素。將慣性看成一種破壞力是十分荒唐的。而發(fā)生交通事故的真正原因是，由于車輛質(zhì)量較大，路況較差，而相應(yīng)的制動力在如此質(zhì)量的物體上所產(chǎn)生的加速度很小，不能使車輛很快地減速，從而在短時間內(nèi)停下來。倘若對于質(zhì)量較大的車輛來說制動力也允許更大，路況較好，那么作者認(rèn)為還是可以在一定的時間內(nèi)制動車輛的。總之交通事故與慣性沒有必然的因果關(guān)系。如果沒有慣性，那么車輛的狀態(tài)將不可控，更不用談“交通事故”了。并且，這個例子中的“高速行駛的車輛”及“對機動車的車速都有一定的限制”的字句很容易使學(xué)生認(rèn)為慣性和物體的運動速度有關(guān)。這對于初學(xué)者來說是一個很大的誤導(dǎo)。

世間萬物正是由于慣性，保持原來的狀態(tài)，和諧共處，我們首先認(rèn)識慣性，然后才能利用慣性，并采用必要手段改變物體狀態(tài)，從而改造自然為我們服務(wù)。

結(jié)束語：

所有的老師都要求學(xué)生不要把慣性與慣性定律混為一談，可是當(dāng)我們的老師用動力學(xué)的觀點來看待慣性，也就是說，把慣性與牛頓第二定律混為一談的時候，對學(xué)生的這一期望是合適的嗎？其實這是一個誤區(qū)：當(dāng)教完一些物理學(xué)的基本概念與規(guī)律以后，就要求學(xué)生用它們解釋自然現(xiàn)象。事實上，物理學(xué)中有些基本概念與規(guī)律不是要求我們?nèi)ソ忉屪匀滑F(xiàn)象，它沒有這個功能，它只是告訴我們要去感受些什么，它提供給我們的不是一種推理的方式，而是一個判斷的原則：它促成我們的判斷更接近于自然之美的呈現(xiàn)。

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