4. 伽利略坐標系

眾所周知，伽利略－牛頓力學的基本定律（即所謂的慣性定律）可以表述如下：一個與其他物體足夠遠的物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。該定律不僅談到了物體的運動，而且談到了力學所允許的、可用于力學描述的參照物或坐標系。相對于可見的恒星，慣性定律無疑能在相當高的近似程度上成立。如果現在我們使用一個與地球牢固連接在一起的坐標系，那么相對于這個坐標系，每顆恒星在一（天文）日當中都會描出一個巨大半徑的圓，此結果與慣性定律的說法是矛盾的。因此，要想堅持這個定律，我們只能參照恒星在其中不作圓周運動的坐標系來考察物體的運動。如果某個坐標系的運動狀態使慣性定律適用于該坐標系，我們就把該坐標系稱為“伽利略坐標系”。只有相對于一個伽利略坐標系，伽利略－牛頓力學的諸定律才是有效的。