今天來跟大家談慣性，很多人說，慣性很簡單啊，就是牛頓第一定律，就是那「靜者恆靜，動者恆做等速度運動」，可是你知道背後發展的歷史嗎？還有誰才是真正第一個提出慣性定律的人？

記得在上學期參加某出版社高二教科書審編會議上，有老師提出慣性到底是誰先提出的？結果傳統認知的伽利略被否決，他說：有學生來跟他說，笛卡兒才是真正提出慣性定律的人，歷史老師說的！

呵呵，是誰提出的有這麼重要嗎？物理老師的傳統認知被歷史老師打掉，於是乎，小豬老師為探求真理，特別尋求最佳答案，也希望藉此能導正大家的觀念，並且將學習慣性並不是只是背背定理，而不知道其背後深厚的物理史。

牛頓的力學

慣性定律是牛頓力學的重要基石之一，從亞里斯多德的自然哲學轉變到牛頓的經典力學，最深刻的變化就在於建立了慣性定律。前者（亞里斯多德）認為一切物體的運動都是由於其它物體的作用；而後者（牛頓）認為“每一個物體都會繼續保持其靜止或沿一直線作等速運動的狀態，除非有力加於其上，迫使它改變這種狀態。”這就是牛頓在《自然哲學的數學原理》一書中，作為第一條公理提出的基本原理。

牛頓在他的手稿《慣性定律片斷》中寫道：“所有那些古人知道第一定律，他們歸之於原子在虛空中直線運動，因為沒有阻力，運動極快而永恆。”

這裡所謂的古人，可以追溯到古希臘時代，德漠克利特（Democritus，西元前460－371）、伊壁鳩魯（Epicurus，西元前342－270）都有這樣的看法。

例如，伊壁鳩魯就說過：“當原子在虛空裡被帶向前進而沒有東西與它們碰撞時，它們一定以相等的速度運動。”應該指出，不論是古希臘的哲學家還是後來他們的信徒，都無法證實這條原理，只能看成是猜測或推想的結果。

亞里斯多德的錯誤

在人類思想史上，兩千多年前希臘的家亞里斯多德的學說無疑地起過廣泛的，然而他關於物理學的論述，許多都是錯誤的。

他把物體的運動分為運動和強制運動。

他認為圓周是完善的幾何圖形，圓周運動對於所有星體都是天然的，因而是自然運動；另外，地球上的物體都具有其天然位置，重物趨於向下，輕物趨於向上，如果沒有其他物體阻礙，物體力圖回到天然位置的運動也是自然運動；其他所有形式的運動則都是強制運動。

他還進而指出，關於物體的強制運動，只有在外力的不斷作用下才能發生；當外力的作用停止時，運動也立即停止。

從這裡可以看出亞里斯多德肯定了兩點：

一、自然運動不涉及曳力的問題，只有強制運動才存在力的問題。

二、力是物體強制運動的原因。

從今天來看，這顯然是錯誤的，然而它束縛了人們近兩千年。

克卜勒的慣性論


從這種把物體的運動歸結為外力作用的觀念，可以提取出靜止物體具有慣性的概念。

克卜勒在他1609年發表的著作《新天文學》和1619年發表的著作《宇宙諧和論》中寫道；“天體有留在天空中任何地方的性質，除非它被拖曳著。”

“如果天體不賦有類似於重量的慣性，要使它運動就不需要力，最小的動力就足以使它有無限的速度，但由於天體公轉需要用一定的時間，有的長些，有的短些，因此非常明顯，物質必須具有能說明這些差別的慣性。”“慣性，或對運動的阻力是物質的一種特性，在給定的體積中，物質的量愈多，慣性愈強。”這大概是關於物體慣性的最早陳述。可以看出克卜勒所說的慣性是指靜止物體的慣性，甚至他已經認識到物體的慣性與它的質量有關，然而他顯然受到亞里斯多德思想的束縛，不可能思考運動物體是否具有慣性的問題。

伽利略與慣性

伽利略開創了實驗和理性思維相結合的近代物理研究方法，並用於研究物體的運動。

他對於亞裡士 多德關於物體運動的粗糙的日常觀察、抽象的猜測玄想和想當然的思辨推理十分不滿，他通過科學實驗和科學推理得到許多正確的結果，在他的著作《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》（1632年）和《關於力學和運動兩門新科學的對話。（1638年）中，其中一個重要的結果如下。

假設沿斜面AB落下的物體，以B點得到的速度沿另一斜面BC向上運動，則物體不受BC傾斜的影響仍將達到與A點相同的高度，只是需要的時間不同；當第二個斜面變成既不上升，亦不下降的水平面時，物體將一直以已獲得的速度永遠向前運動。

伽利略的思想無疑地比他的前輩前進了一大步，他認識到不受其他物體的作用，物體可以永恆地運動，這已經很接近慣性定律，但是伽利略還沒有擺脫亞里斯多德的影響，他所說的水平面是和地球同心的球面，也就是說，那種不受其他物體作用的物體的永恆運動是圓周運動，因此我們還不能說伽略發現了慣性定律。

笛卡兒與慣性

最早清楚表述慣性定律並把它作為原理加以確定的是笛卡兒（就是這一條，被歷史老師打敗）。笛卡兒是唯哲學家，他試圖建立起整個宇宙在內的各種自然現象都能從基本原理中推演出來的體系，慣性定律就是他的體系中的一條基本原理。

他在他的《哲學原理》（1644年）一書中把這條基本原理表述為兩條定律：

一、每一單獨的物質微粒將繼續保持同一狀態，直到與其他微粒相碰被迫改變這一狀態為止；

二、所有的運動，其本身都是沿直線的。然而笛卡兒沒有建立起他試圖建立的那種能演繹出各種自然現象的體系，其中許多是錯誤的，不過他的思想對牛頓的綜合產生了一定的影響。

牛頓1661年進入劍橋大學亞里斯多德的運動論，1664年他從事力學的，擺脫了亞里斯多德的。他繼承了伽利略重視實驗和邏輯推理的研究，他也繼承了笛卡兒的研究成果。他深入地研究了碰撞、圓周運動以及行星運動等問題，澄清了動量概念和力的概念。1687年出版著作《的數學原理》，以“定義”和“公理，即運動定律”為基礎建立起把天上的力學和地上的力學統一起來的力學體系。慣性定律就是牛頓第一定律，表述為“所有物體始終保持靜止或等速直線運動狀態，除非由於作用於它的力迫使它改變這種狀態。”慣性定律真正成為力學的出發點。

從此，人們對於運動中的種種慣性現象都能很好地理解；在實際中設計出種種利用慣性造福和防止慣性傷害的措施。

高二物理有關於慣性定律的題目

1.  如附圖，一個數磅之物體以A線懸之，此線恰能支持，其下方亦以同樣的B線繫之，手持下端之繩，則　(A)手逐漸加力時A繩先斷　(B) B繩先斷　(C)兩繩同時斷　(D)若手是用力猛然一拉時，A先斷　(E)在D中，B先斷

答案：AE

解析：如果逐漸用力，物體慣性已被改變，A線受力為物重加上手的力。如果猛然一拉，則物體類似牆壁，它有保持原靜止慣性，B線先斷。

2. 下列物理現象何者可用慣性性質解釋？　(A)賽跑者到終點仍向前衝幾步　(B)斧頭鬆脫時，執柄向下方敲擊，斧頭即自嵌入柄內　(C)一玻璃杯置於長條紙上，若用手急拉長條紙，則杯穩然不動　(D)站在汽車內的乘客，當汽車突然開動易向後仰，突然停止易向前傾　(E)從火車上跳下的人仍須向前走幾步，才不會跌倒

答案：ABCDE

慣性定律的笑話

其一：

一位住在板橋的小姐，上了一列自強號火車才發現板橋站不停，因此她向列車長苦苦哀求，希望能破例在板橋站停一下。

列車長表示，不能違規停車，但可以在到達板橋站的時候放慢速度，讓她跳下去.到了板橋站，火車果然以慢速緩緩進站，這位小姐便奮力往下跳..但由於慣性運動的關係，她變成一邊跑，一邊目送火車緩緩離去。

就在這時候，有人突然從她的背後用力一提，把她給拉上車來。這人並笑著對她說:"小姐,妳運氣真好，這班火車不停板橋站的!

其二：

物理老師在講慣性這一課，一個學生在下面講廢話。

老師瞪了他一眼，可他仍我行我素。老師：我剛才講了什麼內容？

學生：慣性

老師：請你舉個實例

學生：剛才我在下面講話，雖然您瞪了我一眼，但我沒法馬上停住，這就是慣性。

其三：

有一個女士在公車上，突然刹車，站在她後面的一位先生猛的向前撲倒在了她的身上。

她氣呼呼的說：瞧你那德行。那位先生笑著說：這不是德行，是慣性。

習慣說

慣性定律看來似乎是很基本又有趣的定律，小豬老師每次教授這個定律時，除了想到以上的三個笑話，還會想到中學時代學到的國文文章─習慣說。

原文是這樣子的：

習 慣 說   作者：劉蓉

蓉少時，讀書養晦堂之西偏一室。俛而讀，仰而思：思而弗得，輒起，繞室以旋。室有窪徑尺，浸淫日廣。每履之，足苦躓焉；既久而遂安之。

一日，父來室中，顧而笑曰：「一室之不治，何以天下國家為？」命童子取土平之。

後蓉履其地，蹴然以驚，如土忽隆起者；俯視地，坦然則既平矣。已而復然；又久而後安之。

噫！習之中人甚矣哉！足履平地，不與窪適也；及其久，而窪者若平。至使久而即乎其故，則反窒焉而不寧。故君子之學貴慎始。

小豬老師特別製作了影音朗誦版的，這要歸功於福氣老師教授的軟體製作出來的。

文章翻譯是這樣子的：

我小時候，在養晦堂西邊的一個房間讀書。低著頭讀書，抬起頭思考；若想不通，常站起來，繞著書房走。房裏有一個直徑一尺的窪洞，後來逐漸擴大。每次踩上去，腳常因此被絆倒而受罪；日子久了，也就習慣了。

有一天，父親來到房裏，看見窪洞便笑著說：「一個房間都管不好，如果能處理天下國家的大事呢？」便吩咐小書僮取出土填平它。 後來我才踩上那裡，總像踏到甚麼一樣的嚇一跳，好像是地面忽然隆起一般，低頭看地面，則又非常平坦。過了一會兒，又是一樣，日子久了，也就習慣了。

唉！習慣影響人真是大啊！人的腳習慣於踩平地，本不能適應凹陷的窪洞；可是踩久了，凹陷的窪洞卻像平地。時間一久，等到後來窪洞恢復原來的平坦，腳接觸到平坦的地面，反而感到有障礙而不安。可見君子研究學問，一開始便要謹慎地養成好習慣。

補充檔案：劉蓉（1816年－1873年），字孟容，號霞仙，清代湖南省湘縣人，是桐城派古文家，他做過曾國藩的幕客，與郭嵩燾、羅澤南有往來。著有《思辨錄疑義》、《養晦堂詩文集》等書。


這裡附送大家一個搞笑版的習慣說影音：

習慣的養成真的很重要，以小豬老師為例，養成了早起的好習慣，每天早晨，我活力滿滿地起床，迎接美好的一天，靜下心來規劃一天的工作與維護部落格、寫文章。

讀書的習慣養成也是，如果養成天天看書或常常看書的好習慣，久而久之，一定會博覽群書，如遇到考試，也會迎刃而解。

行善的習慣也是，像國內有好多善心人士，他們將行善當習慣，時時刻刻做善事，讓這個國家社會處處充滿溫暖。

作部落格也是，很多不錯的部落客，將寫部落格當習慣，分享出很棒的好文章與作品。

獻給要參加部落格比賽的師生們，寫部落格就要有慣性的思維，你不動它，就永遠就動不了，你持續動了，這一篇一篇的文章就這樣慢慢呈現，而作品也會越寫越好喔！