爱华网惯性力的本质是什么？
马海飞
(http://blog.sina.com.cn/gfis2015年2月14日)
在物理学里，惯性是物体在运动过程中表现出来的一个源自内在原因而维持自身原有运动状态不变的物理现象。这个现象看上去仿佛是有一股反方向的力作用在物体上，这个力就被叫做惯性力。例如，当宇航员在太空舱里推动一个物体的时候，尽管那个物体没有任何摩擦力等的外来的阻力，但在推动的过程中还是会感受到一个反作用力。这个反作用力就是惯性力。另外，最常见的现象是，当你乘坐的公车在行驶过程中突然急刹车时，车上的乘客尽管没有受到任何外力的作用，但都会感受到自己的身体有一个向车子前方的冲力。这个冲力也是惯性力。惯性力虽然可以以反作用力的形式出现，但它却并没有对应的反作用力。这说明惯性力不是作用力。
因为惯性力的来源不明确，而且它没有反作用力，也不是作用力，因此，这个力被认为是一个实际上并不存在的假想力(fictitious force)。尽管如此，这个物理现象的存在是不可否认的。所以在物理学里有惯性力这个概念存在。可是，惯性力的本质是什么至今还没有明确的答案。那么，我们到底是否能找到这个答案呢？当然可以。
要想知道惯性力的本质是什么，首先必须要知道物体为什么有惯性。
事实已经证明，任何物体都有质量，而且任何有质量的物体也都有惯性。而质量是物质的基本属性。看来，要想知道为什么物体会有惯性，就必须从物质的基本属性上去进行分析。
现在我们已经知道，物质不但具有实体属性而且还具有场的属性。实体与场统一起来的整体才是完整的物质。物质的属性场以球形场的形式包围在实体周围。这个属性场的物理功能由它的强度决定。属性场的强度计算公式是D=M/A。其中D是属性场强度，M是该物体的质量，A是属性场的球形面积。
在静止状态下，属性场的几何中心与质心重叠在同一点上。这时的属性场与质心完全对称。当物体受到外力作用时，这个对称性被打破，导致属性场与质心之间出现了不对称状态。这个状态就是物体的“绝对运动状态”。
从物质属性的对称性上就可以区分“静止”与“匀速运动”的本质不同。静止是物体的属性场与质心完全对称时的存在状态。匀速直线运动是物体的属性场与质心不对称但这种不对称性保持不变时的存在状态。
这就不难理解，加（减）速度运动就是物体的属性场与质心不对称并且这种不对称性一直处于改变时的存在状态。加速度越大，对应的属性场与质心之间对称性的改变越大。
物质的实体属性与场属性之间的对称关系是决定物体有惯性的内在原因。惯性的大小表面上看是由质量决定的，实际上并非如此，惯性的大小其实是由属性场的强度决定的。这就是惯性在物质属性层面上的物质基础。
物质属性之间有着维持属性场与质心对称性不变的本性。因此，在不受外力的情况下，静止物体的属性场就一直保持与质心的完全对称状态。匀速直线运动物体的属性场则一直保持与质心有一个固定的不对称性。也可以这样理解：因为物体的属性之间出现了不对称状态，这个物体就必须用运动来平衡这个不对称。所以，只要物体的属性场与质心之间存在不对称，它就必定伴随着运动。因此，物体受力改变运动状态的过程实际上就是一个改变属性场与质心的对称性的过程。
所以说，物体属性之间维持对称性不变的本性表现在物理现象上就是惯性。这就不难理解，所谓的“惯性力”就是物体的物质属性之间维持对称性不变过程中的一种物理现象。
由此可以看出，所谓的“惯性力”的确并不是一种真正的力。它的本质就是物质自身维持属性之间对称性的本性。把它作为一种“力”对待完全是为了数学计算上的方便。
对于惯性力本质的正确认识具有非常重要的科学意义。它决定着绝对空间是否存在的问题。目前为止，因为没有有力的证据可以证明绝对空间的存在，因此，物理学界采用了爱因斯坦相对空间的理论。同时否定了绝对空间的存在。而“绝对运动”则可以证明绝对空间的存在。物体因物质属性的不对称性所产生出来的平衡机制实际上就是绝对运动。绝对运动可以作为绝对空间存在的有力证据。
当物体受到外力作用时，因为外力作用会改变属性场与质心的对称性，而物质属性之间存在维持属性不变的本性，这种相互抵抗的过程就给人有一种“惯性力”存在的感觉。至于在急刹车的公车上，乘客继续向前运动的现象并不是力的作用产生出来的。可以用这样一个思想实验作解释：如果公车没有车厢，仅仅是一个平台。乘客全部都站在平台上。假设乘客相对于公车在向前的方向上完全没有摩擦力。公车急刹车的同时，乘客如同射箭一般飞向前方。这是因为乘客在离开车之前，他们各自的属性场与质心之间是处于不对称状态的。当车子突然停住时，他们的属性场与质心的不对称性保持不变，于是就会继续按照原来的运动速度向前运动。这根本就不存在力不力的问题。至于乘客感受到的那个“力”是来自乘客与公车之间的相互作用。如果乘客在刹车过程中，用手拉住公车上的某个部位，或脚下与车之间有摩擦力，那么，这时候就感到力的存在了。
这个过程说明了一个很重要的物理学问题。那就是：力不仅仅可以让物体产生加速度，而且加速度也可以反过来产生出力来。从属性的本质上讲，一方面，力可以改变物质属性的对称性，另一方面，物质属性对称性的改变也可以产生出力来。因为属性不对称的改变表现在运动上就是加速度，因此，用比较容易理解的方式来说就是：不仅力可以让物体产生加速度，反过来，物体的加速度也可以产生力。
其实，惯性力并不是唯一的一种由物质属性不对称的改变而产生出来的力。在万有引力现象中的“引力”也同样是由物质属性不对称的改变而产生出来的力。所以，万有引力的来源与惯性力的来源一样神秘。正因如此，爱因斯坦干脆就认为“根本不存在万有引力”。这不是没有道理的。
当然，虽然万有引力与惯性力都是从属性不对称的改变过程中产生出来的，但它们之间的一个根本区别就是：惯性力是同一个物体自身属性不对称的改变产生出来的，而引力是两个物体之间属性不对称的改变产生出来的。只要从物质属性上看这些基本的物理现象就会看得一清二楚，明明白白。
除此之外，顺便还想在此一提的就是，人们一直对“惯性”有一个错误的认识，以为惯性与质量是相等的关系。其实并非如此。虽然在一定范围内同一个物体的惯性与质量近似相等，但是，并不是所有情况下惯 性都与质量相等。例如，在粒子加速器中，当粒子的运动速度达到接近光速时，粒子的惯性就明显不等于它的质量了。这时，要想让粒子的加速度保持不变，就必须相应地提高能量。一些物理学家用爱因斯坦的质能转换理论把粒子不能无限加速的现象解释为“是粒子质量的变化导致的”，实际上这种解释是错的。“质量”是不可能改变的。实际改变的应该是“惯性”。
为什么惯性会随着物体的运动速度而发生改变呢？因为物体运动会导致属性场出现类似多普勒漂移的效应。随着运动速度的增加，属性场与质心的不对称性增加，因此，属性场的强度在运动物体的前方逐渐增加。因为惯性的大小是由属性场强度决定的，因此，惯性就会随着属性场强度的增加而增加。当速度减慢之后，惯性也会随着减小。所以，经过粒子加速器加速过的粒子回到静止状态后的质量并没有任何改变。
所以，牛顿第二定律的计算公式应该从F=ma改写成F=ia。把质量m改成惯性i。F=ma只是F=ia中的特例。
