狹義與廣義相對論淺說 · 4．伽利略坐標系

如所周知，伽利略－牛頓力學的基本定律（稱為慣性定律）可以表述如下：一物體在離其他物足夠遠時，一直保持靜止狀態或保持勻速直線運動狀態。這個定律不僅談到了物體的運動，而且指出了不違反力學原理的、可在力學描述中加以應用的參考物體或坐標系。相對於人眼可見的恆星那樣的物體，慣性定律無疑是在相當高的近似程度上能夠成立的。現在如果我們使用一個與地球牢固地連接在一起的坐標系，那麼，相對於這一坐標系，每一顆恆星在一個天文日當中都要描畫一個具有莫大的半徑的圓，這個結果與慣性定律的陳述是相反的。因此，如果我們要遵循這個定律，我們就只能參照恆星在其中不作圓周運動的坐標系來考察物體的運動。若一坐標系的運動狀態使慣性定律對於該坐標系而言是成立的，該坐標系即稱為「伽利略坐標系」。伽利略－牛頓力學諸定律只有對於伽利略坐標系來說才能認為是有效的。