慣性是經(jīng)典力學中的一個基本概念，自牛頓發(fā)明以來其本質就存在很多爭議。再次，我們不妨討論一下，以給慣性正名。

一、慣性與質量的關系

凡有大小之物理量，都可以被測量，如時間、空間、長度、質量，就連無形的能量都可以被間接測量，如Ek=mv2/2、EP=mgh。然而我們卻無法測量慣性，即使是間接地。

普遍認為質量增大，慣性也增大，那么將存在這樣的關系式：

In=km

（其中In表示慣性，m表示質量，k表示正比系數(shù)），將此關系式與牛頓第二定律相比較F=ma，則發(fā)現(xiàn)k與a是等價的，那么慣性（In）就是力（F）。

二、能量、時空、物質、慣性

那么慣性到底是不是力呢？慣性是不是與質量有關呢？我們需要對質量和慣性的第一進行分析。

質量：物體所含物質的多少。

從上面的定義可以看出，質量的本質是物質的積累。

物質，時空的填充物，即特定時空結構的能量分布。所以物質的本性是能量。所以愛因斯坦說：E=mc2，質量可以和能量轉化。

時空既有結構，必然保持其穩(wěn)定性，這種穩(wěn)定性表現(xiàn)出來就是慣性。換言之，慣性只是一種本領、性質，是時空結構穩(wěn)定性的表現(xiàn)。質量大的物體有慣性、質量小的物體也有慣性。慣性沒有大小之分，所以不可測量。

那么慣性與質量就不存在任何關系，則慣性也就不是力。

三、舉例

例1.高速行駛的車輛因慣性，不能及時制動而造成交通事故。

此例中，不能及時制動是由制動力不夠大，并非是慣性太大而造成的。將慣性看成一種破壞力是十分荒唐的。而發(fā)生交通事故的真正原因是，由于車輛質量較大，而相應的制動力在如此質量的物體上所產(chǎn)生的加速度很小，不能使車輛很快地減速，從而在短時間內停下來。倘若對于質量較大的車輛來說制動力也允許更大，那么我認為還是可以在一定的時間內制動車輛的。并且，這個例子中的“高速行駛的車輛”及“對機動車的車速都有一定的限制”的字句很容易使學生認為慣性和物體的運動速度有關。這對于初學者來說是一個很大的誤導。事實上，斧頭在斧柄上套牢是由于斧頭克服了阻力相對于斧柄運動了一段位移，而慣性不是克服某種阻力使斧頭運動的原因。在此問題中的一個效果是斧頭相對于斧柄產(chǎn)生了某種（克服一定力的）運動，因而我們必須以斧柄為參照系來考察此種運動的實質。當以斧柄為參照時，實際上斧柄在撞擊的過程中是一個非慣性系，它相對于慣性系有一個向上的加速度。因而斧頭在此參照系中必受到一個向下的“慣性力”，正是此力與斧頭的重力克服了斧頭與斧柄之間的彈力與摩擦阻力使斧頭相對于斧柄前進了一段位移，從而使斧頭在斧柄上套牢。如果一定要以地面為參照系來看斧頭在斧柄上套牢的問題，那么可以這樣認為：雖然斧頭在斧柄上向下套牢的過程中沒有受到除重力以外的向下的另外力，但相對于地面而言斧頭具有一定的動能和重力勢能，正是這個能量克服了阻力作功從而轉化為內能。所以從效果上看，一是斧頭相對于斧柄向下移動了一段位移，二是斧頭與斧柄的接觸面上在發(fā)熱。

如果僅從動力學的角度來看，斧頭在斧柄上套得牢不牢是由其受到的作用力大小與作用時間（或所通過的位移）所共同決定的，也就是說它和斧頭相對于斧柄的動能或動量變化有關。斧柄在“水泥地面”上“撞擊”這兩個條件只是使斧柄產(chǎn)生了相對于水泥地面的較大的動量變化率，從而也使斧頭具有了相對于斧柄的慣性力。但是，雖然這個慣性力構成了斧頭套牢在斧柄上的直接原因，可嚴格地說，斧頭在斧柄上套得牢不牢的原因還和斧頭的重力及斧柄的彈性和斧頭與斧柄的摩擦力大小均有關系。并且斧頭在斧柄上套得牢不牢和作用時間也大有關系，因而，撞擊“幾下”也是一個非常重要的條件。

例3.小車上豎直放置一個木塊，讓木塊隨小車沿著桌面向右運動，當小車被檔板制動時，車上的木塊向右傾倒。這是怎么回事呢？

教科書上的答案是這樣的：小車突然停止的時候，由于木塊和小車之間的摩擦，木塊的底部也隨著停止，可是木塊的上部由于慣性要保持原來的運動狀態(tài)，所以木塊向右傾倒。

事實上，本例中小車上木塊的傾倒是由于力矩作用的緣故。若以地面為參照物，小車對木塊的摩擦力對木塊的重心而言有一個順時針旋轉的力矩，從而木塊向右傾倒。若以小車為參照物，小車被檔板制動時已是一個非慣性系，作用在木塊（重心）上的“慣性力”對木塊的底端也產(chǎn)生一個使木塊作順時針旋轉的力矩。

需要指出的是，在上述例2和例3中，斧頭在斧柄上套牢和木塊在小車上傾倒已是一個涉及物體在非慣性系中的動力學的問題。其中例2是非慣性系中的質點動力學問題，而例3則是非慣性系中的剛體動力學問題。可是，在非慣性系中，我們通常意義上所論述的牛頓第一定律已不成立，從而也失去了此兩例的代表意義。也就是說，這兩個例子不僅是不準確的解釋而且是不適當?shù)睦?。在涉及慣性的問題上我們必須分別哪些是屬于慣性現(xiàn)象，而哪些則不屬于慣性現(xiàn)象——即為動力學現(xiàn)象。牛頓的例子，毫無疑問是正確的，但我們許多的物理學工作者卻將慣性對事物的解釋范圍作了相當隨意而并不恰當?shù)臄U展或扭曲。其實在講述慣性時，用不著舉更新鮮的特別例子，倒是需指出慣性使我們對事物常態(tài)的存在方式太熟視無睹了。這里問題的關鍵在于，慣性不是使物體改變運動狀態(tài)（使火車制動、使斧頭套牢在斧柄上、使小木塊傾倒）的原因。嚴格地說，這些原因和物體的慣性無關，只和力有關，而至于火車制動得及時不及時，斧頭套在斧柄上牢不牢，小木塊傾倒得快不快，則不僅與力有關，還和物體的質量、形體、初速度有關。但即使如此地與質量和初速有關卻也與慣性無關。

慣性，這個我們通常認為是由物體內在因素決定的性質，其實是物體存在方式的一種條件性：“試取汽車為參考系統(tǒng)來研究‘當汽車急劇剎車的時候，車中乘客有向前傾倒的傾向’這個問題，在汽車急劇剎車前，相對于汽車而言，乘客是靜止的，在汽車急劇剎車時，乘客突然向前傾，這就是說，以汽車為參考系統(tǒng)，乘客由靜止而突然向前傾，并不保持其靜止狀態(tài)，并不表現(xiàn)出慣性”。這個條件就是：物體要表現(xiàn)出慣性，它必須處于慣性參考系中（待續(xù)）。