网友提出了力的本质是什么的科学问题，几乎所有的科普作者都将“力”理解为自然界的四种基本力和非基本力，他们认为力的本质是物质之间相互作用，进一步解释了四种基本力的形成和特点。科学家既没有将“惯性力”理解为一种自然基本力，也没有将它纳入自然非基本力的范畴，本作者在学习科学史的过程中产生了将“惯性力”上升到自然基本力的想法，一直以“孤芳自赏”的心态呼吁将“惯性力”列入“第五基本力”，甚至将它摆在“第一基本力”的位置。就像将力的本质还原为引力、电磁力、强力和弱力的本质一样，我们同样可以将力的本质还原为惯性力的本质，力的本质是“大问题”，而惯性力的本质是“小问题”，大小问题反映了一般和个别的关系，而惯性力和其它四种自然基本力的本质符合哲学属性论的“等效原理”。回答什么是引力的本质问题，我们有牛顿、爱因斯坦和量子引力理论家的解释方法，牛顿认为引力是物体质量的属性，引力造成了物体之间的相互吸引；爱因斯坦认为引力是时空弯曲的效用，物体质量不直接产生引力，而是产生对周围时空的弯曲作用，时空弯曲造成“引力”的幻象；量子引力理论家相信，传播引力的介子是所谓的“引力子”，就像光子传递电磁力的相互作用，或者光子传递电磁力和“引力子”传递引力符合哲学传播论的“等效原理”。
根据哲学逻辑论的“等效原理”，我们既可以提出引力本质，也可以提出“惯性力”的本质问题，同样，我们可以从牛顿力学、爱因斯坦相对论和量子场论的“三大理论”来回答惯性力的本质问题，即：为什么质量会产生惯性？惯性在什么参考系下会形成实在的“惯性力”？爱因斯坦没有分析时空弯曲和惯性、惯性力的关系，我们按照爱因斯坦的思路，可以提出这样的问题：物体的惯性和惯性力影响周围的时空吗？时空弯曲影响物体的惯性和惯性力吗？是否存在传递惯性和惯性力的“惯性子”？如果引力以“引力子”传递和惯性、惯性力以“惯性子”传递的方式符合哲学传播论的“等效原理”，那么“引力子”和“惯性子”都可能存在，既然假设了“引力子”，我们不妨也假设“惯性子”的存在，即使两种粒子都不存在，这种假想也有利于我们对引力和惯性力本质的理解。我们在认识几何学的复杂线性关系时引入了“虚线”、“虚面”、“虚体”，它们不是真实存在的线、线面和线体，却有利于我们对几何学复杂线性关系的理解。引力和惯性力“三种理论”的解释方式符合哲学解释论的“等效原理”。爱因斯坦和之后的物理学家都没有用广义相对论和量子论来解释惯性和惯性力的本质，所有对惯性和惯性力的理解都停留在经典力学的范畴，存在牛顿和爱因斯坦“学派”对惯性和惯性力解释的差异。
一个物体的惯性不同于该物体的惯性力，一个物体在惯性系的运动不同于该物体在非惯性力的运动。一个物体的惯性和惯性力与该物体所在的参考系有关。意大利物理学家伽利略最先研究了物体的惯性，他用小球在光滑平板上的匀速直线运动证明了，一个做匀速直线运动的物体与它是否受力无关，仅与物体自身的惯性有关，而古希腊的亚里士多德认为，受力作用是引起物体运动的原因。牛顿把物体不受外力作用而能保持静止或匀速直线运动的属性称之为惯性，伽利略“惯性定律”被称为“牛顿第一定律”，两个定律符合哲学概念论的“等效原理”，。惯性是指一切物体保持静止或运动状态不变的固有属性，惯性定律是对任何物体固有惯性的一种科学表述。符合惯性定律的参考系被称之为惯性系，它是一种处于静止或匀速运动的参考系，可以将地球近似地看成为一个惯性系，反之，一个处于变速运动的参考系是非惯性系，一个作匀速运动的火车、船只被看成是一个惯性系，而一个作加速或减速运动的火车、船只被看成是一个非惯性系。惯性和惯性力的区别在于：惯性是物体的“秉性”，无论一个物体处在惯性系、还是非惯性系，它都不会失去自身的惯性，而惯性力在惯性系并不存在，它仅出现在非惯性系，它是一个物体在非惯性系获得的一种“力”，有些物理学家将惯性力看成是一种“虚力”。
为什么物体在静止或作匀速运动的惯性系表现为惯性，而在作变速运动的非惯性系表现为“惯性力”？举一个常见的例子：设想我们在一列火车上做一个小球的运动实验，将一张表面光滑的桌子上放置一个钢球，火车静止或匀速行进（惯性系），钢球在火车上的人看来是不动的，火车加速启动（非惯性系），钢球在火车上的人看来产生了一个和火车行驶方向相反的运动。桌面上的钢球仅受到自身的重力和桌面支撑力，这对在竖直方向上产生的力形成了“二力平衡”，而在钢球水平运动的方向上未受任何力的作用，当火车突然加速时，桌面上的钢球（在火车上站立的人体也一样）获得了一个和火车的加速度相等，和火车的行进方向相反的加速度，牛顿第二定律不能解释静止的小球在加速的列车上获得的反向加速度，为了让牛顿第二定律在非惯性系仍然有效，也为了“挽救牛顿”，物理学家引入了“惯性力”概念，原来静止的钢球在火车加速时获得了“惯性力”，同样，当火车或汽车突然加速时，站在车内的乘客会在“惯性力”作用下向后移动、倾倒。一个物体在任何时候、任何地点都具有惯性功能，就像一个物体在任何时候、任何地点都具有质量一样，物体的惯性和质量符合哲学属性论的“等效原理”。一个静止或作匀速运动的物体没有“惯性力”，而当一个物体作加速运动时能够获得和加速方向相反的“力”，惯性力的本质是一个处于非惯性系的物体由于非惯性系的加速运动而获得的效应。不引入惯性力的存在，牛顿运动定律在非惯性系的表达就会失效，
惯性力的表现形式多种多样，比如：当乘坐的公交车突然刹车时，“车停人不停”，我们的整个身体会向前倾斜，可能由于“向前冲”的力量而受到意外伤害，我们在公交车突然减速的“非惯性系”获得了一个向前的“惯性力”，它不是我们身体固有的“力”，当公交车停稳后，在我们身体上出现的惯性力会自然消失。当乘坐的电梯突然向上加速时，我们的身体有“超重”的感觉，这不是由于身体“长胖了”，而是由于我们的身体增加了向下的惯性力；反之，当乘坐的电梯突然向下加速时，我们的身体有“失重”的感受，这不是由于身体“消瘦了”，而是由于我们的身体减少了向上的惯性力。地球围绕太阳旋转时产生离心力，这种力实际上是一种惯性力，地球在太阳周围作近似匀速的圆周运动，它的线速度方向随时变化，地球在太阳引力、或向心力的作用下产生向心加速度，向心力的方向在地球旋转过程中随时变化，地球在作向心加速度的非惯性系获得了与向心加速度方向相反的惯性力，物理学家形象地将它称之为离心力。由于地球受到的引力、或向心力与它受到的惯性力、或离心力之间大小相等，方向相反，所以地球既没有飞离、也没有飞近太阳。地球在太阳周围构成了一个典型的非惯性系。当乘坐的汽车以足够快的速度行驶在弯道上，我们感受到一种离心力的外推作用，置身在汽车作近似匀速圆周运动而形成的非惯性系，我们的身体获得了一种惯性离心力，如果不系安全带，那么我们可能被抛出座椅，甚至可能被抛出车厢。
惯性力的本质是一个物体在加速运动的非惯性系获得的一种与运动方向相反的作用力，它不是其它物体施加的力，而是非惯性系的加速运动赋予一个物体的力。在地球围绕太阳旋转的运动中，地球的惯性力、或离心力不是太阳、或其它天体施加的，而是从地球非惯性系作向心加速度时得到的。相比较而言，向心力、或引力是地球和太阳的相互作用，而地球的惯性力、或离心力是从加速运动的地球非惯性系获得的，惯性力的来源使它获得了“假想力”、“虚拟力”的称号。任何物体在和其它物体、或与时空的相互作用中都能产生引力，物体的质量都能产生惯性，我们既不可能消除一个物体的引力，也不可能去除一个物体拥有的质量和惯性。一个处在惯性系的物体不能获得惯性力，而一个处在加速运动的非惯性系的物体才能获得惯性力。惯性力不是物体之间的相互作用、它不是一种外力，比如：地球受到的引力，火车加速时受到外力驱动的电力或热力。牛顿力学第二定律不能说明惯性力的性质，或者牛顿第二定律在非惯性系失效了。一个物体惯性力的大小与它的质量和非惯性系加速度的乘积相等，惯性力的方向与非惯性系的运动方向相反，惯性力的公式可以用-ma来表示，而牛顿第二定律的公式可以用ma来表示，两者相差一个负号，这说明了惯性力的公式和牛顿第二定律的公式符合哲学表达式的“反等效原理”，物理学家之所以在非惯性系引入“不能引入”的牛顿第二定律，这是因为“反等效原理”确保了牛顿第二定律的公式在加上了一个负号后能够适用于非惯性系。
（宇哲手稿：邓如山
时间：2018-12-26）
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