7.慣性定律

現在我們來簡單研究一下產生運動的原因。首先要明確為經典力學奠定基礎的牛頓三定律之中的第二定律的結論——力的獨立作用定律：力對物體的作用與該物體是否處于靜止狀態，或是否受慣性作用而運動，以及與是否受其他力的作用而運動無關。

在牛頓三定律中，第一定律是慣性定律，第三定律是作用力與反作用力相等定律，我們會在下一章對第二定律進行專門的討論。簡單地說，第二定律就是：速度變化的量是與作用力成正比例且與其方向相同的加速度。我們用F表示作用于物體上的力，m表示物體質量，可將這一定律用公式表示為：F=m?a（a是物體的加速度）。本式中讓人最難理解的是質量，人們通常以為質量就是重量，事實上它們根本不一樣。根據公式，當力作用于物體時，物體得到的加速度越小，其質量就越大。也就是說，物體的質量可以依據它在同一個力的作用下得到的加速度來比較。

慣性定律盡管與人們的習慣性看法完全相反，但卻是三個定律中最易于讓人理解的一個[2]。遺憾的是有些人對這個定律產生了錯誤的認識，他們常會認為慣性是物體有“在被外因破壞了原有狀態前保持著原有狀態”的特性。換句話說，他們認為沒有原因，一切都不會發生，任何物體也都不會改變狀態——這種觀點將慣性定律錯誤地理解成了原因定律。真正的慣性定律與物體的任何物理狀態都沒關系，它只與靜止和運動有關。慣性定律的內容是：在物體的狀態被外力的作用改變之前，所有的物體都保持著原有的靜止或勻速直線運動的狀態。

換句話說，物體受到力的作用時有三種表現，分別是：①進入運動狀態；②由直線運動改變為非直線運動或原本就進行著的曲線運動；③停止運動，運動速度加快或變慢。

如果某一物體在運動過程中沒有出現上述的任何一種變化，那么就算它的速度像飛機一樣快，它也沒有受力。你必須記住：所有處于勻速直線運動之中的物體都沒有受到外力的作用，或者說它所受到的外力處于平衡狀態。這是現代的力學理論與伽利略之前的古代和中世紀思想家們的觀點之間最大的區別，人們通常的思維與科學的思維之間差異很大。

此外，通過上面的描述，我們還可以發現，盡管摩擦看上去不大可能造成什么運動，但力學上卻仍然把靜止物體的摩擦看作力。為什么會有這樣的觀點？很簡單，摩擦能夠阻止運動，所以它就是力。

我們有必要再強調一遍，物體并非是趨向于靜止的，它只是停留在靜止的狀態。這種區別就相當于一個人每天都待在家里，偶爾讓他外出辦事，和一個難得在家一次的人從家里出發外出辦事之間的差別。就物體的本質來說，它壓根兒就不是“待在家里”的，相反，物體有著高度的運動性，一個自由的物體哪怕只受到一丁點兒的力也會運動起來。我們說“物體趨向于靜止”的說法有誤，還有另外一個原因，那就是一旦物體脫離了靜止狀態，就再也不會恢復靜止了，如果不阻礙它的運動，它會永遠保持被賦予的運動狀態。

“物體對施加于它身上的作用力有抗拒作用”的說法是錯誤的。如果它是對的，那么當我們往茶水中加糖時，茶水也會為了不被改變口味而果斷發出反作用力。人們之所以對慣性定律產生誤解，在很大程度上是由于很多的物理與力學課本中都使用了類似“趨向于”這種有失嚴謹的詞匯。當然，正確地理解第三定律并不輕松，現在就讓我們對這一定律進行詳細的分析。