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经典力学以惯性定律为基础。惯性定律可以陈述为:任何物体在不受其他物体的作用时。我们知道,说一个物体是静止或是运动,都是相对于其他物体而言的。惯性定律的上述陈述并不是对任何坐标系都适用,而只是对那些称之为"惯性系"的坐标系才有效。或者反过来说,惯性定律成立的那些坐标系叫做"惯性系"。相对于一个惯性系作匀速直线运动的坐标系也是惯性系。在经典力学中,联系任意两个惯性系之间的坐标变换是伽利略变换:
借助于伽利略变换,我们可以把力学中的相对性原理陈述如下:一切力学定律在伽利略变换下保持形式不变。或者就,如果物体在某一惯性系中遵循某种力学规律。在以上述惯性定律和伽利略相对性原理为基础的经典力学中,空间和时间是绝对的、相互分离的:物体的大小与惯性参考系无关;时间的流逝不因惯性运动而改变;不同地点的同时性是绝对不变的,即对于发生在不同地点的两个事件,如果在一个惯性系中看来是同时发生的,那么在其他任何惯性系中看来也都是同时发生的。 物理学家麦克斯韦(J.C.Maxwell,1831-1897)系统总结电磁现象的经验规律,得出麦克斯韦方程组。[2]根据这组方程,光沿各方向传播的速率是相同的。人们发现,按照伽利略变换,从一个惯性参照系过渡到另一个,麦克斯韦方程的形式将发生变化,也就是说只有对某特殊参照系方程才正确。这个特殊的参照系是什么呢?这个特殊的参照系就是发射光波的次波源或波源. |