理论力学/伽利略相对性原理

在上一章中，我们展示了经典力学的“工具”——哈密顿原理。知道了一个物理系统的拉氏量，通过运用这个工具，这个系统随时间演化的规律也就被确定下来了。本章中，我们将探讨另一个问题，即如何通过系统具体的物理性质构造符合这些性质的拉氏量。

除了少数例外情形^[1]，绝大部分物理系统都是放在一个平直的时空背景上加以描述的，这个背景被称为参照系或参考系。显然，参照系的选取并不唯一。在一般的参照系中，时空并不是均匀且各项同性的，换言之，可能通过物理规律区分时空中绝对的位置和方向。但是，似乎总是可以找到这样一类参照系，相对于它而言整个时空均匀且各项同性。这类参照系被称为（全局）惯性系。

实验表明，惯性系也不唯一。如果某个参照系是惯性系，那么相对于它作匀速直线运动的参照系都是惯性系。不仅如此，任何物理规律的形式都不依赖于惯性系的选择。这就是相对性原理。