理論力學/伽利略相對性原理

在上一章中，我們展示了經典力學的「工具」——哈密頓原理。知道了一個物理系統的拉氏量，通過運用這個工具，這個系統隨時間演化的規律也就被確定下來了。本章中，我們將探討另一個問題，即如何通過系統具體的物理性質構造符合這些性質的拉氏量。

除了少數例外情形^[1]，絕大部分物理系統都是放在一個平直的時空背景上加以描述的，這個背景被稱為參照系或參考系。顯然，參照系的選取並不唯一。在一般的參照系中，時空並不是均勻且各項同性的，換言之，可能通過物理規律區分時空中絕對的位置和方向。但是，似乎總是可以找到這樣一類參照系，相對於它而言整個時空均勻且各項同性。這類參照系被稱為（全局）慣性系。

實驗表明，慣性系也不唯一。如果某個參照系是慣性系，那麼相對於它作勻速直線運動的參照系都是慣性系。不僅如此，任何物理規律的形式都不依賴於慣性系的選擇。這就是相對性原理。