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爱因斯坦的狭义相对论是电磁学发展的产物，它论证了电磁学规律和力学规律一样，都在一切惯性系中成立。在这基础上，爱因斯坦断言，动的或静的惯性系在物理上完全不能区分。这思想被称为相对性原理。 动系与静系平等的思想最初来自伽里略。他当时的动机是维护日心说。在日心说和地心说的争论中，有一种对日心说的非难讲：若地球在很快地飞行，那么空气和飞鸟都应早就被地球甩掉了。伽里略对比地分析了停泊或匀速航行的船上的若干假想实验，如水滴的自由下落，而不会偏向船尾；你向不同方向投抛物体，尽管物体飞行时船厂在行进，但你不会发现向船尾比向船头容易抛得更远。这种分析使伽里略得出结论：在船的两种情况下，你看到的现象不会有任何差别，因而你无法从任何现象来确定船是在正常地航行或是停在岸边。这是关于相对性原理的最早的论述。 如果在动系或静系中做同样的实验必然看到同样的结果，那么两种参考系中的物理规律应当一样。牛顿无疑理解这一点。他在他的著作《自然哲学的数学原理》中写下力学三定律时意识到，这些规律不会对一切参考系成立。因此他必须回答，它们在什么参考系中才适用。为了从哲理的高度回答这问题，牛顿引入了绝对空间和绝对时间的概念。他认为这才是力学三定律得以成立的基本参考系。在这基础上能够论证，若力学规律对绝对空间成立，那么对于在绝对空间中作匀速平动的参考系也一样成立。众所周知，这类参考系现被统称为惯性系。动系和静系中有相同的规律，自然就有相同的现象。这结果为伽里略的思想奠定了力学的理论基础。 |