慣性的哀傷，我一直都在，奈何人類太笨

慣性可能是最簡單的物理概念了，剎車的時候身體會向行進方向傾倒，推鉛球的時候質量越大越吃力、用力搖晃溼漉漉的頭髮就會甩出水珠、射出去的箭會繼續飛行……這些都是日常生活中習以為常的慣性現象。就是這樣一個簡單的物理概念，從有文字的文明到真正理解它，幾乎用了五千年。為什麼會這樣呢？

一、蠻荒時代——慣性參與了世界的創造

如果說有什麼東西是與這個世界共存的，那麼一定是規律。還是拿慣性來舉例，不論是宇宙的形成還是銀河系、太陽系、地球，它們能以現在這個樣子出現都與慣性有關。太陽系是一團超新星爆炸後產生的星雲，星雲中的微粒在引力的作用下開始向中心塌縮，那些很輕的粒子在引力的作用下開始產生熱核反應，發出炙熱的光，這就是我們的太陽。

在整個星雲塌縮過程中，顆粒之間會發生相互碰撞，而那些慣性（質量）比較大的物體，在碰撞中獲得的動能很小，而小顆粒（慣性小）卻可以在碰撞中獲得很高的動能。其結果就是，大顆粒由於動能低，最後在引力的作用下慢慢聚集起來，而小顆粒由於動能高，在碰撞中會遠離大顆粒，最後被太陽捉住。聚集起來的大顆粒就形成了今天的行星、小行星帶、和其它小天體。

地球誕生之後發生過很多重大事件，但無疑生命的誕生以及最後產生人類，是對地球影響最大的一件事。當第一隻南方古猿來到地面，這意味著地球上一個全新的開始。你可能會想，出現生命怎麼會與慣性有關係呢？

實驗已經證明，在原始地球的條件下，在宇宙射線和雷電的作用下，無機物分子可以產生複雜的有機物分子，包括糖、核酸等等。隨著有機物分子中原子數的增加，分子的慣性（質量）在增加。它們隨著雨水慢慢地聚集在大海裡。與海洋變鹹的道理一樣，小分子的水會不斷蒸發出去，大分子的有機物會不斷積累，最後原始地球的海洋就變成了一鍋「有機物的濃湯」，原始生命就是誕生在這樣的環境裡。

二、文明的第一縷曙光——慣性點亮了文明

文明之火是如何點亮的，現在學術界有很多的說法，都很有道理，但是都缺乏堅實的證據。但是不可否認的是慣性給文明提供了動力。我們來看一下，慣性是怎麼做到的。

地球生命起源於海洋，生命的起源方式塑造了生物身體最基本的機能模式——生物要維繫正常的生理機能，就必須維持體內滲透壓平衡。對於海洋生物來說，它們可以通過與海水的滲透壓交換來達成這個目的。一般來說，除了那些有很多河流流入，蒸發又很快的內陸湖泊，距離海洋越遠的陸地上，水中的鹽分就會越少，這就導致了陸地動物獲取鹽分很難。

觀察陸地上的所有動物，從小到螞蟻這樣的昆蟲，大到牛、羊、長頸鹿、獅子、老虎……也包括人類，都對鹽有著執著的追求。獲取鹽的方式，無疑可以控制人類的生活範圍。而對於擁有智慧的人類來說，很早就學會了從石頭中提取鹽分。隨著人類社會的發展，人類提取鹽的手段也多種多樣，從最初（井鹽）熬製含鹽的泥土，還學會了從鹽湖、海水中提取鹽的方法。

而鹽之所以會在從鹹水的蒸發中析出，其本質原因就是因為食鹽中的氯和鈉在與水中游離的氫和氫氧根結合的時候，其慣性（質量）都會比水分子大，這樣在相互的碰撞中，獲得更高速度的總是水分子，所以隨著蒸發，溶液中的鹽會越來越多，最後析出。

傳說舜為了讓自己的人民能夠吃上鹽，派自己的兒子去巫鹹部做酋長，學習製鹽術。由於巫鹹部落的人在製鹽的時候伴隨著咒語、祭祀和舞蹈等等，所以舜部落的人們就把巫鹹部的製鹽術稱為巫術。這就是漢語中巫師的由來。而中華的文明就是從巫術中誕生，後來的諸子百家，都是巫師的傳人。

三、慣性默默為人類服務

看到這裡你可能會說，慣性一直在微觀領域發揮作用，人類不知道不能算「眼瞎」，事實上並非如此。其實當人類的祖先還在從一個枝頭蕩到另外一個枝頭，以及在地面上跳躍逃跑，慣性都在發揮作用。你當然也可以說，這時候靈智未開，不懂得慣性這不能算。

但是，當人類投擲出第一塊石頭、第一支標槍呢，射出第一支箭呢？人類對於這些物體為什麼能夠在空中飛行一段距離的原理——慣性，仍舊是毫無察覺。如果到此你仍然會狡辯，說這個時間都還早，人類還沒足夠聰明。那麼好吧，我們再看下面一個例子。

公元1148年，南宋軍事家陳規發明了以黑火藥發射彈丸、以竹管為槍管的「突火槍」。有了這個東西，都不要研究一下，彈丸的射程與彈丸重量之間的關係嗎？儘管這個時候的計時工具還是特別落後，只有水漏和沙漏，但是長度單位和重量單位都已經確定下來，已經具備定量研究的基礎。

不要覺得這時候的中國人很笨，事實上當時的中國人是地球上最先進的文明，其它文明還不如當時的中國人。陳規發明了地球上第一把「火藥槍」之後，大約400年，人類的認識迎來了飛躍。這就是我們下面要提到的科學家——伽利略。

四、當把實驗與定量分析結合——慣性浮出水面

在歷史上伽利略是最早對動力學作了定量研究的人。1589—1591年，他對物體的自由下落運動作了細緻的觀察，從實驗和理論上否定了統治兩千年的亞里斯多德的落體運動觀點（重物比輕物下落快），指出如忽略空氣阻力，重量不同的物體在下落時同時落地，物體下落的速度和它的重量無關。

伽利略對運動基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了詳盡研究並給出了嚴格的數學表達式。尤其是加速度概念的提出，在力學史上是一個裡程碑。有了加速度的概念，力學中的動力學部分才能建立在科學基礎之上，而在伽利略之前，只有靜力學部分有定量的描述 。

伽利略還對物體在斜面上的運動，拋射體的運動等作過實驗和觀察。在這些研究基礎上他提出了加速度的概念及其數學表達式。他曾非正式地提出慣性定律和物體在外力作用下運動的規律，提出運動相對性原理（現稱伽利略相對性）。

相對性原理是為答覆對哥白尼體系的責難而提出的，但原理的意義遠不止於此，它第一次提出慣性參考系（慣性系）的概念，被愛因斯坦稱為伽利略相對性原理，是狹義相對論的先導。這些為牛頓正式提出運動第一、第二定律奠定了基礎。伽利略還提出過合力定律，拋射體運動規律。

在經典力學的建立上伽利略可以說是牛頓的先驅，牛頓結合了伽利略和克卜勒的工作發表了著名的《自然哲學的數學原理》《光學》，以及1687年發小的《自然定律》中明確提出了萬有引力和三大運動定律。這些定律奠定了此後300年間的物理世界的科學觀點，緊隨其後的是以牛頓定律為核心的人類生產方式的第一次轉變。

至此，慣性這個被掩蓋了幾千年的物質規律終於釋放出它的光芒。直到今天，我們的航海、航空、衛星、飛彈等等現代化裝備的導航都依賴慣性規律。

結束語

從慣性規律被發現這個案例我們可以發現，科學之所以誕生得比較晚，不是因為規律之前不存在，而是因為規律都是隱藏在複雜的表面現象之下，同時還需要適當的技術手段，以及正確的思維方法的支持才能被發現；我們還可以發現，科學並不是人類的本能。人類文明花費了幾千年才具備了科學思維，如果沒有教育，沒有學習，我們會很容易失去科學這個強大的武器。

慣性一直都在，規律一直都在，儘管科學已經如此發達，其實我們只不過是了解了這個世界的冰山一角，還有更廣闊的未知宇宙的奧秘等待著我們去發現。

你，會是下一個揭開秘密的那個人嗎？