参考系与坐标系

又是一天清晨，站在人群拥挤的地铁上，看着站台上的栏杆不断拉长，灯光流影。直到窗上倒映出自己的脸，不禁想：怎么又开学了啊？

问：在这段文字中，我移动了吗？

什么时候说一个物体静止，什么时候说它在运动？你也许会说：一个物体若不随时间改变它的位置，它就是静止的；若位置随时间改变，它就在运动。可是，什么时候我们才能说它”没有改变位置”？我一直抓着把手，站在车厢上，此时我是静止的。然而，如果把观察视角变到站台上，栏杆不断向后拉长，灯光一节一节掠过车窗，列车在走，我也飞驰而过。在车厢的人们眼中，我是静止的（忽略不时的摇摆）：而在站台的工作人员眼中，我在以 1.0 m/s² 的加速度前行。

动与不动，是物体和观察者共同决定的；离开观察者谈”静止”或”运动”，没有任何意义。没有任何东西处于绝对的静止，也没有任何东西处于绝对的运动。因此描述物体的位置变化，必须先定好观察者的位置。再由这个位置延展出三条互相垂直的轴，记作 X、Y、Z 轴。坐标 (x, y, z) 就表示它相对这个参考系的位置（值得注意的是，在日常题目中，往往只需要从平面思考，所以此时只需定好 X，Y 轴即可）。

如果物体的三个坐标 x、y、z 都不随时间改变，我们就说它相对这个参考系静止；只要有任何一个坐标随时间改变，我们就说它相对这个参考系运动。

选参考系没有规则，也没有限制，能方便描述眼下研究的情境即可。比如我们在火车上，最方便的就是把参考系定在车厢上。上铺的行李箱坐标不随时间而变化（除非火车来一下急停），就可以说它在这个参考系里静止；而各个车站、电线杆、树的坐标都在变，我们就说它们在这个参考系里运动。便有了：“列车前方到站：长白山西站。请下车旅客带齐行李物品，有序下车。”