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（六）参考系与参考系
一个确定的研究对象用一个参考系。两个以上物体运动的研究，并不需要一物体对应一个参考系。一个参考系能容纳多个研究物体。一个在地面上运动的物体只需要地面上某区域一个参考系；一个在地面上运动物体内另有小物体运动的问题只需要地面静参考系和运动物体作动参考系共两个参考系。
静参考系用来判定物体或动参考系的运动及位置。静参考系设置，必须是一物体被另一物体承载又能在其上运动，才能以另一物体为静参考系，如地球上一切运动物体，均以地面为静参考系。动参考系是相对静参考系而言的，动参考系里一定另有物体运动或受力被研究，否则这个物体只能看作一个质点。静参考系只能用一个，动参考系可设若干个也是用一个。比如选一列火车的各个车厢分别设为动参考系没有必要，这多个动参考系完全可合并为一个动参考系。实在的物理问题，并没有一个问题用许多个参考系，也没有许多个参考系相互角逐较劲的问题，所以为编造理论说有k个惯性系如何如何根本是子虚乌有的。
研究物体运动位置使用参考系是很简单的事，整不出特别的发现。有聪明人别出心裁，凭空编造参考系间相互运动并推论出顶多算作数学游戏的结果。殊不知，脱离参考物体的参考系只是个游离躯体的灵魂，而没有躯体的灵魂到处游荡不可想象。拿没有研究物体也没有参考物体的参考系说事，去运作这种无形的参考系，其作法跟巫师念咒驱赶灵魂相似。不知什么人使名义上的参考系运动起来并做坐标运算，由此产生了假借伽利略名义的伽利略变换。
所谓的伽利略变换，即用没有物体依托的一静一动两个参考系制作的。其实这样的空白参考系只能看作坐标系，叫做参考系可能因为打着参考系的幌子容易混入物理领域。这种有动有静的坐标系可分别叫做动系和静系。动系的x轴与静系的x轴重合一线，静系与动系中一个共同点，距静系原点为x，距动系原点为x`；动系以匀速V运动，在时间t内走过的距离是vt，在已知静系坐标x和vt的条件下，求得动系坐标x`=x-vt。由于变换中的点是一个定点，两坐标轴在一线，没有别方向上的运动和变换，因此又有y`=y 和z`=z,加上前面的x`=x-vt共三个式子凑成一组无用的公式。
这种关于一个定点在一个方向上的坐标变换（也叫坐标移轴）平淡无奇，其程度在小学高年级应用题范围内。中学课程解析几何中的坐标移轴比它复杂。所谓伽利略变换不过是将解析几何中的横纵两个常量中的横向常量换作速度和时间的物理因素再做式子的移项变形。在教学上为增加习题难度常用坐标移轴或旋转设计习题，用这样的坐标变换得到新的式子既为了做题方便也为了学生的思维训练，不经过坐标变换得到的现成公式从初始条件推导也能做题。实际的物理行为并不都是从一个坐标系到另一个坐标系穿梭流窜，有意给人类制造坐标变换的麻烦。伽利略变换用静坐标系某点的坐标减去动坐标系运动的距离等于该点在动坐标系中的坐标。这是一个简单的加减法式子，实话说没变换什么。这样名不符实的变换基本无用。若想让变换产生新的公式，就需要加入新的物理元素。设静动两个参考系加上光，用动参考系的运动再加上一个光的运动，再利用运动的相对性，造出几个数学式子，由此产生了相对论的洛仑兹变换。
从伽利略变换到洛仑兹变换，都是拿数学坐标系加上物理因素编造出的与物理事实无关的数学式子。没有运动物体的参考系概念不成立，拿没有参考物体的坐标系变来变去搞出的私家式子在物理上没有任何实际意义。那种用空白参考系说事编造的故事，若说是理论，也是无表面现象和实质成分为基础的虚拟理论，这种另类的理论在外国某种社会因素的保护促进下正大行其道，在反对意见不被接受的情况下，反对者就把它叫做虚拟物理学好了。
注：本文是关于参考系的较长篇幅文章中的一节，因本坛高手林立，大家不喜欢长篇大论，所以把其中的几节先拿出发表。
作者：郭连成 |