绝对运动的认识

关键字：绝对运动，牛顿 ，运动定律，惯性系，惯性，空间，爱因斯坦  作者：吴兴广

牛顿对空间的理解是："绝对空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的。"牛顿从绝对时空的假设进一步定义了"绝对运动"和"绝对静止"的概念，为了证明绝对运动的存在性，牛顿还在1689年构思了一个理想实验，即著名的水桶实验。【1】

水桶实验能够证明绝对运动的存在吗？不能。

爱因斯坦通过《相对论》证明：空间是相对的，没有一个绝对的空间；时间是相对的，时间与物质运动不可分离。爱因斯坦的答案是：没有绝对空间那样的东西，也没有绝对时间那样的东西。牛顿的物理学基础完全崩溃。至与以太那是不存在的。《相对论》的出现彻底消除了人们关于绝对空间和绝对时间的幻想。【1】

那么，相对运动是两个物体的运动差【2】，那么运动是两个物体的运动，还是一个物体的运动？即运动是物体自身的运动吗？

牛顿为什么提出绝对空间的概念？我们知道这是因为‘我们可以不断地趋近惯性系，但却不能找到严格的惯性系。这样，我们有了支配物体运动的力学规律(牛顿定律)但是却无法确定牛顿定律成立的惯性系。牛顿的力学理论如同建立在沙滩上的建筑>物。牛顿深知他的力学理论中的这一脆弱的根基。他提出的解决办法是引入绝对空间。他想信存在绝对空间，"绝对空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的"，这样就可以在绝对空间里区别物体是处于静止、匀速运动还是变速运动，从而也就能够确定惯性系和非惯性系。'【3】。牛顿的力学理论是建立在沙滩上的建筑>物吗?

相对论的成立，并没有完全否决牛动力学，相反，我们认为牛动力学是相对论的低速宏观运动的一种特殊情况（假设相对论正确）。那么我们对牛顿的力学理论是建立在沙滩上的建筑>物是怎么理解的？

绝对运动存在吗？什么叫绝对运动？我们为什么寻找绝对运动？绝对运动与相对运动有什么区别与联系？我们是通过绝对时空的假设来定义绝对运动和绝对静止，还是通过绝对运动来定义绝对时空？如何定义绝对空间？找到绝对静止也就找到了绝对空间？绝对运动有什么意义？只有找到绝对时空才能给力学以清晰的意义吗？绝对时空不能观测，也不能用任何实验证明吗？牛顿定律不是对一切参考系都成立，而只是对惯性系才成立。对吗？牛顿运动定律怎么理解？理论上绝对运动是否应该存在？绝对运动如何在理论上说明？在实验上如何验证？

牛顿定律只在惯性系中才成立，所谓的惯性系是指静止的或匀速运动的参照系 。但问题是，我们如何确定一个参照系是静止的还是匀速运动的 ？ 这本身就需要一个更大的参照系 ； 这种寻求更大参照系的过程是无穷的，为此牛顿不得不承认绝对空间。牛顿这样做是迫不得已的，他不得不为自己的力学体系寻求一种哲学的基础和解释 ，因而需要绝对空间。【4】

这里对牛顿运动定律只在惯性系中才成立的说法是不太准确的，主要是我们现在说的惯性系与非惯性系有哪些区别，牛顿运动定律怎么理解这两点上。不过我们这里先说一下绝对运动。对于绝对运动，我们不是先寻找绝对空间，然后定义绝对运动。我们试着从另一角度寻找。

迈克尔逊莫雷实验说明以太是不存在的，即绝对静止系不存在，所以我们说特殊参考系是不存在的，所有参考系都是平等的，这些都没错，但如果我们说绝对运动就是不存在的，那么就不对了。为什么？

迈克尔逊莫雷实验否定了绝对静止，但什么叫绝对静止？

绝对运动是在绝对空间的运动，绝对静止就是在绝对空间里的静止。如果这样定义，那么什么叫绝对空间？怎么寻找绝对空间？找到了绝对静止的物体， 也就找到了绝对静止的空间即绝对空间。这样就会陷入循环。

我们从静止入手，从个别物体的静止入手到所有物体的静止再深入分析。

个别物体相对于另一物体或说参考系的静止是相对静止，但当所有的物体都静止的时候，物体的静止变为绝对静止。静止就是绝对静止，所有的物体都是绝对静止。静止的物体保持静止，受力后才会运动起来。因此物体的运动是相对于自身的静止说的，当所有的物体都静止的时候，物体的静止就是绝对静止，物体的运动就是相对于此时的静止说的。就是说所有物体的运动都是相对于绝对静止说的。【5】

我们把所有的物体都静止的时候的静止叫做绝对静止。这样我们先定义了绝对静止。物体的运动就是相对于绝对静止说的。空间是通过物体来描述的，通过物体作为空间的定点来描述空间，这样绝对静止物体存在的空间就是绝对空间，绝对静止物体描述的空间就是绝对空间。【6】可以说我们通常说的空间就是绝对空间。

所有物体的运动都是相对于绝对静止说，所以物体的运动就是在绝对空间的运动。所有物体的运动都是绝对运动。这样我们就得出与相对论不同的结论。所有的相对运动都是对绝对运动的描述。

这样我们对惯性定律的理解就会发生变化，那么不受外力的时候，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。 这里的静止和匀速直线运动指的是绝对静止和绝对匀速直线运动。就是说惯性定律是相对于绝对静止系说的。不是相对于相对静止说的，也不是相对于绝对匀速直线运动系说的。惯性定律的适用范围是所有的物体，是一切物体。【7】所有物体的运动都是起源于静止，起源于绝对静止，是相对于绝对静止说的。正因为惯性定律的适用范围是所有的物体，所以物体受力后才会产生加速度，由于所有的物体都是受力的，所以所有的物体都是变速的，这是物体不受力时符合惯性定律，受力时符合牛顿第二定律和第三定律的原因。

所有的物体都受到外力，不受外力的物体不存在，所以绝对静止系可能不存在。迈克尔逊莫雷实验说明绝对静止系不存在。绝对静止系的不存在，本身就说明所有物体都是绝对运动的。绝对运动指的是物体自身的运动，与其它物体的运动无关。【8】绝对静止系是不存在的，绝对静止系不存在说明我们无法把物体的绝对运动描述出来，只能相对描述。因此说绝对运动是存在的，但对绝对运动的描述是相对的。如果绝对静止的物体存在，那么物体的绝对运动可以通过绝对静止系描述出来，或说绝对静止的物体描述的运动就是绝对运动，绝对静止的物体描述的空间就是绝对空间。绝对静止的物体不存在，所以我们无法描述绝对空间。在这里要区分绝对空间与绝对空间的描述两个概念。绝对空间是存在的，但无法描述出绝对空间。如同，绝对运动是存在的，但绝对运动无法描述。绝对运动只有通过另一运动的物体来描述，即相对描述。绝对运动是存在的，绝对运动的描述是相对的。绝对空间是存在的，但绝对静止在空间的物体是不存在的，所以无法描述绝对空间，只有通过在空间运动的物体描述绝对空间。这样描述的空间称之相对空间。

绝对静止的物体不存在，所以选择任一物体作为参考系，描述物体的运动都是物体与参考系的相对运动，不是物体自己的运动。物体自己的运动，只与自己本身有关，与其他物体无关；物体的相对运动，与物体的运动有关，与参考系的运动有关，是物体与参考系的运动差。选择任一物体作为参考系，描述的空间都是与参考系静止的空间。参考系与空间是相互静止的。可以说描述的空间是相对空间。

惯性系中符合的是惯性定律？不是的。正因为所有的物体符合牛顿运动定律，正因为所有的物体都受力，所以所有的物体都是变速运动。我们说的惯性系与非惯性系只是在‘所有的物体都是变速运动'里的划分。惯性系符合的是与牛顿运动定律描述一样但不是一个定律的定律。我们可以称之为惯性系中的牛顿运动定律。1，在参考系看来，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。这叫惯性系中的惯性定律。与惯性定律的区别是，惯性定律描述的是绝对不受外力；惯性系中的惯性定律描述的是相对不受外力。当然保持运动状态也是一个是绝对的，一个是相对的2在参考系看来物体受力时，物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。这叫惯性系中的牛顿第二定律,也表示为F=ma。与牛顿第二定律的区别是，牛顿第二定律描述的是绝对力，惯性系中的牛顿第二定律描述的是相对力。受到的外力是相对于参考系说的。3，在参考系看来，力是物体间的相互作用。这叫惯性系中的牛顿第三定律。与牛顿第三定律的区别是，当参考系受到外力的时候，物体受到一个惯性力。这里的参考系可以受外力。而牛顿第三定律是相对于绝对静止说的，不存在绝对静止系受力一说{或说绝对静止系受力就不是绝对静止系了}，因此物体不存在只受力却找不到施力物体一说。作用力与反作用力是成对存在的。所有的物体都符合第三定律。当我们在‘所有的物体都受力变速运动'中找一个物体作为参考系，作为惯性系的时候，惯性系中物体不受外力的时候保持匀速直线运动或静止，但惯性系是可以受力的，这样物体就受到惯性力，或说相对力。

广义相对性原理独特视角  任何物体或说参考系都是变速运动，在任何参考系中物体分为两类，一类，物体不受外力的时候，保持与参考系的静止或匀速直线运动状态；另一类，物体不受外力的时候，受到惯性力，不保持与参考系的静止或匀速直线运动状态。对于物体不受外力的时候，保持与参考系的静止或匀速直线运动状态这类物体来说，参考系是惯性系；例如，地球为参考系，观察月球。太阳为参考系，观察地球。对于物体不受外力的时候，受到惯性力，不保持与参考系的静止或匀速直线运动状态的这类物体来说参考系是非惯性系。地球为参考系观察太阳。太阳为参考系观察银河系。这样，参考系属于惯性系还是非惯性系取决于参考系内描述的物体。参考系看做是惯性系还是非惯性系取决于衡量物体受不受力的标准。【9】

惯性  一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。又叫惯性定律。这里的保持匀速直线运动状态或静止状态指的是绝对匀速直线运动状态或绝对静止状态。这种保持原来的绝对匀速直线运动状态或绝对静止状态的性质叫做惯性。

惯性系符合的是与牛顿运动定律描述一样但不是一个定律的定律。我们可以称之为惯性系中的牛顿运动定律。1，在参考系看来，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。这叫惯性系中的惯性定律。与惯性定律的区别是，惯性定律描述的是绝对不受外力；惯性系中的惯性定律描述的是相对不受外力。当然保持运动状态也是一个是绝对的，一个是相对的。在参考系中，我们所说的物体的惯性，是相对于参考系说的，我们称之相对惯性。【10】在参考系看来，物体不受外力的时候，总保持与参考系相互静止或匀速直线运动状态。物体的这种不受外力的时候，总保持与参考系相互静止或匀速直线运动状态的性质我们叫做惯性，叫做相对惯性。

不同参考系虽然对绝对空间的描述不同，使相对空间可能是相互运动的，但这种描述是等价的，是可以相互转换的。用公式表示就是O '=O（V+at）。O '与O表示相对空间，或者表示相对空间上的点。

时间是所有运动物体的共量，因此时间与物体运动的怎么描述无关，与物体运动状态描述的不同无关，因此时间在物体运动状态的不同描述中不变。在物体运动状态的不同描述中即在不同的参考系中。因此时间在不同的参考系中时间不变。

对于时间我们可以取时间的一部分来描述，即T=nt,这样不论过去的时间还是未来的时间，我们可以有一个共同的描述。时间不会因为它是过去的还是未来的而不同，只与时间是t的倍数有关。

参考文献：【1】《绝对空间》百度百科；【2】《自然哲学的数学原理第二部分》作者吴兴广百度文库【3】《惯性概念的认识及其影响》舒幼生陈秉乾 【4】《爱因斯坦文集》【5】《牛顿运动定律适用范围的推广》吴兴广百度文库【6】《绝对空间的相对描述--相对空间》小马吃鱼【7】《惯性定律循环论证的独特分析》百度文库小马吃鱼2【8】《分析绝对静止存在与否对运动和空间的影响》天涯博客【9】《既是惯性系又是非惯性系的参考系》新浪博客小马吃鱼【10】《惯性定律与惯性系两者中惯性的区别》西陆论坛

2013年9月27日13:16:38