闲聊宇宙（33）——惯性原理

文/侯工

    牛顿第一运动定律关于惯性的定义：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。我们把物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。在相同的条件下，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的速度无关。

牛顿关于惯性的定义，只是描述了物体惯性的表面现象。至于什么是力？力是如何产生的？惯性是如何产生的？惯性的本质是什么？一个物体对另一个物体施加力的机理是什么？惯性原理是什么？牛顿并没有给出答案。

    力是宇宙的动因，它是由动态球面——宇宙球面与宇宙半径不确定关系产生的。惯性起源于物质的微观粒子——电子的失速。因为最小粒子没有失速，所以没有惯性，也就没有质量。但是当它们构成物质粒子以后由于受到互相阻碍而形成失速，才有了惯性，于是有了质量，也就有了宇宙球面施予它的克服惯性的应力带，说明物质粒子周围的应力带是惯性的标志，惯性是质量的标志，质量是狭义物质的标志。最小粒子和狭义物质统称为广义物质。一般我们说的物质是指狭义物质。显然，在原速球面上形成应力带的粒子就是物质粒子。物体内微观粒子应力带的总和就是物体周围的应力带。

    那么，宏观物体的惯性又来自哪里呢？

    原来，宇宙球面牵带着物体运动，于是在物体周围以及物体之间形成一个反抗原速球面牵带力的应力系统，它是一个物体对另一个物体造成速度递变的终极原因。惯性就源自于环绕物体周围的应力系统定态，简称应力定态。确切地说，源自于物体速度递变导致原速球面对该物体原来的应力组合定态的改变。任何物体都是被矫正的失速物体。为了矫正物体的失速，所有物体，无论大小、种类、位置及状态，在其周围都具有自己相应的应力定态。这种应力定态实质上是物体宏观应力带与微观应力带的平衡状态。在这种状态下，任何物体都具有独立的应力系统构造模式。比如一个星球、一座山峰、一辆汽车、一个铅球，无论它存在的方式是在绝对运动中还是相对静止中，都具有相应的应力构造定态环绕在其周围。这种应力定态提供了矫正该物体失速值的驱动的力量，维系着该物体必须的速度补偿。但是，随着物体运动状态的改变，其原有的应力定态也会改变。这种改变物体原有应力定态需要被施加力的性质就是宏观物体的惯性。

运动物体还由于受到相邻的其他物体的应力带影响而形成联动，使得自然界一切物体都具备自己独有而相对稳定的运动模式，从而在宏观空间形成独有而稳定的应力模式。例如你要改变一个物体原来的状态而移动这个物体，就意味着该物体的原有应力模式受到破坏，打破了宏观应力带与微观应力带之间的构造平衡。第一种情况是它的宏观速度加快（减慢）而同时微观速度减慢（加快），其实质是物体宏观速度与微观速度进行调节，使物体遵守宇宙原速，例如桌球的白球击中红球，红球由“静止”转为运动，由原来的“静止”应力定态改变为“运动”应力定态，而白球由“运动”应力定态转变为“静止”的应力定态；第二种情况是物体发生宏观形变，微观空间也发生内能（温度）的改变，其实质是物体微观空间的变化导致其宏观空间的形变，例如对一块钢铁加热，铁块由低温的应力定态转变为高温的应力定态，它的外形也随之膨胀发生形变；这两种情况都会导致物体应力系统重组：当物体的宏观应力带发生改变时，它的微观应力带也发生相应的改变，反之亦然。物体内的应力是一种隐力，如果你要改变它，就必须对它外部施加一个显力，使它产生“应力系统重组”，这个“应力系统重组”就是物体惯性的体现，这也是惯性的本质。显然，上述两种情况都是惯性现象。值得注意的是，在A物体给B物体施加力（包括热能等）的同时，B物体也给A物体一个反作用力，这时A本身也要进行“应力系统重组”，A改变了B的惯性，B的惯性也被A改变。这种物体对物体施加力而导致双方都改变应力定态的现象，其实质就是双方应力带的互相影响。这就是物体对另一个物体施加力的实质机理，也就是物体的惯性原理。

    物体应力定态的改变导致其内能和空间的变化，即物体在微观空间、宏观空间位置的移动或者宏观形状的改变。比如工人从墙上拆下一块砖头，就是改变了墙的应力定态，因而改变了它的形状，而被拆下的砖头也因改变了应力定态而改变了运动状态。由于物体具有各自不同的结构，导致应力定态各不相同，当然其内隐速度也各不相同，而应力定态还会随施加力变化，因此形成了自然界的凹凸不平的奇形怪状和景观千变万化现象。