由于千百年來(lái)地心說(shuō)的影響，今天交通運(yùn)輸最為重要的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)竟被牛頓第一定律的狹義表述拒之門外。一方面將輪轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及其慣性人為地列為非慣性系的范疇。另一方面，近幾十年來(lái)也把離心力(Centrifugal force)強(qiáng)扯為慣性力。

　　慣性是物體的一種性質(zhì)，并不是力，慣性本身也不產(chǎn)生力，慣性力之說(shuō)本身就欠妥

　　真實(shí)的慣性參考系在宇宙中是不存在的。在物理學(xué)上，潛在地受歷史上地心說(shuō)的影響，人們開(kāi)始先假設(shè)地面是靜止的，或者在不太長(zhǎng)的距離中把地面運(yùn)動(dòng)視為勻速直線運(yùn)動(dòng)，從而得到了一個(gè)虛構(gòu)的、或者說(shuō)近似的慣性參考系。牛頓就是首先在這樣的前提下總結(jié)出了運(yùn)動(dòng)定律。然而，近代物理學(xué)家仍然使用這樣一個(gè)根本就不存在的參考系，進(jìn)行準(zhǔn)確和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋姸辔锢砹康亩x和討論，怎么不會(huì)誤入歧途。愛(ài)先生的前半生也是誤入了這個(gè)圈套，當(dāng)他完成了狹相之后，才發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，于是他后半生開(kāi)始研究廣相。他被逼進(jìn)了斷了纜繩的電梯，試圖獲得那個(gè)虛構(gòu)的參考系。豈不知在電梯下降過(guò)程中，地球仍在自轉(zhuǎn)，即使電梯以自由落體下降，也難以得到真正的慣性參考系。

　　物體靜止有慣性，運(yùn)動(dòng)也有慣性。在“力”之前冠以“慣性”二字，似乎表明的就是此種力與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。然而恰恰相反，離心力就是與運(yùn)動(dòng)有關(guān)。速度對(duì)離心力的影響特別大，因此離心力是難以用慣性來(lái)描述的。

　　也許有人會(huì)說(shuō)，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)才有，不運(yùn)動(dòng)就沒(méi)有，并且不是由其它物體施加給的，所以只能算是一種虛構(gòu)的力，因此離心力不存在，其現(xiàn)象可用慣性力來(lái)代替。錯(cuò)也，運(yùn)動(dòng)物體本身能產(chǎn)生力已經(jīng)是常識(shí)，例如撞擊力。小行星撞擊地球，產(chǎn)生的巨大的撞擊力能叫慣性力嗎?飛行的子彈穿透物體，也叫慣性力嗎?有質(zhì)量的物體運(yùn)動(dòng)時(shí)本身就具有了動(dòng)量，與其它物體作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沖量。根據(jù)牛頓第三定律，飛機(jī)撞上大樓，大樓雖然固定沒(méi)有動(dòng)，同樣對(duì)飛機(jī)造成破壞力。為什么人們不說(shuō)是飛機(jī)的慣性力與大樓的慣性力發(fā)生了作用?為什么偏偏將離心力改名為慣性力呢?

　　還有資料說(shuō)，離心力不存在，其實(shí)質(zhì)就是向心力或慣性力[1]。我認(rèn)為剛好相反，離心力是實(shí)實(shí)在在的一種力，是一種不能用其它力代替的力。而向心力剛好是一種虛構(gòu)的力，它是一種完全可以找到其它根源的力。例如，地球衛(wèi)星受到的向心力就是地球引力(重力)，剛好衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力與地球引力平衡。我們?cè)诘孛嫔想S地球自轉(zhuǎn)，受到的向心力只是地球引力的一部分，只是用于對(duì)抗離心力的那一部分。所以，我們說(shuō)，向心力才是虛構(gòu)的，實(shí)際不能單獨(dú)存在的，為了形象地表述某些曲線運(yùn)動(dòng)，把所有指向運(yùn)動(dòng)曲率半徑的反方向的那些力中，用于對(duì)抗離心力的那一部分力，形象化地稱為向心力。向心力不是一種獨(dú)立存在的力，它的大小只能通過(guò)離心力公式來(lái)計(jì)算。

　　離心力與慣性力從歷史上就存在著糾葛，我在大學(xué)讀物理學(xué)時(shí)，學(xué)到的就是離心力、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、角動(dòng)量、向心加速度等概念。可后來(lái)這些年，在眾多學(xué)者的議論中離心力就變成了慣性力。究其原因，原來(lái)離心力與輪轉(zhuǎn)的慣性現(xiàn)象竟到了難辯真假的程度。原來(lái)的輪轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都沒(méi)有享受到慣性的名份，從轉(zhuǎn)輪邊緣甩下來(lái)改為切向運(yùn)動(dòng)的小不點(diǎn)所受的力，卻有了慣性力的待遇。我們可以分析這個(gè)小不點(diǎn)的來(lái)歷，如圖-1所示，它在脫離輪子的邊緣之前，并不是從輪子的切線所在的直線方向上而來(lái)，也就是說(shuō)，它原來(lái)并不是在作勻速直線運(yùn)動(dòng)，也不是靜止，它從切點(diǎn)開(kāi)始才轉(zhuǎn)為切線方向，怎么就成了保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的慣性呢?

　　離心力不是一種虛構(gòu)的力，虛構(gòu)的力不會(huì)產(chǎn)生實(shí)際的力學(xué)結(jié)果。離心力產(chǎn)生實(shí)際力學(xué)結(jié)果的例子很多。本作者就以離心力為理論基礎(chǔ)對(duì)潮汐成因提出了新的解釋[2]。

　　無(wú)論汽油機(jī)還是柴油機(jī)，所有燃油或燃?xì)怦R達(dá)，都有一油門或氣門的自控裝置。如圖-2所示，這種裝置是一種離心力原理。當(dāng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速快了時(shí)，產(chǎn)生的離心力大，轉(zhuǎn)錘離軸半徑增大，通過(guò)菱形傳動(dòng)裝置縮短軸向高度，帶動(dòng)油門拉桿將油門調(diào)小。反之，當(dāng)馬達(dá)速度減小時(shí)，離心力減小，轉(zhuǎn)錘的離軸半徑減小，通過(guò)拉桿將油門推大?？傊ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)錘轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力自動(dòng)調(diào)控著油門使馬達(dá)的速度能保持恒定。

　　地球表面各質(zhì)點(diǎn)隨地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的方向都是垂直于地軸且向外的，而重力都是指向地心的。如圖-3所示，在同一經(jīng)線上的不同緯度的地區(qū)，隨地球自轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不同。若地球的平均半徑為R，A點(diǎn)的緯度為θ，自轉(zhuǎn)角速度用ω表示，那么A點(diǎn)的繞地軸的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r = R cosθ，在A點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)m產(chǎn)生的離心力為：

　　F= m ω2 R cosθ (1)

　　并且F在水平面上朝向赤道方向上的分量可用下式求得：

　　f=F sinθ = m ω2 R cosθ sinθ (2)

　　除赤道外地球上的每一點(diǎn)處的離心力在地平面上都有一指向赤道的不為零的分量f，將部分海水從兩極開(kāi)始推向赤道附近，直到赤道附近水面升高的高度所產(chǎn)生的水壓差與離心力分量達(dá)平衡為止。由于海平面就是地球形狀的界面，所以地球成為了赤道胖而軸向被壓縮的橢球狀。

　　科里奧利力(地轉(zhuǎn)偏向力)也是地球自轉(zhuǎn)離心力與角動(dòng)量守恒的共同杰作

　　1835年，法國(guó)工程師、數(shù)學(xué)家科里奧利(G. G. Coriolis，1792-1843)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非常有規(guī)律且有趣的現(xiàn)象：在水平方向上運(yùn)動(dòng)的氣流或水流，在北半球向右偏轉(zhuǎn)，而在南半球則向左偏轉(zhuǎn)。通常認(rèn)為是由不同緯度的地球自轉(zhuǎn)線速度的差異造成的。后來(lái)將這種作用力命名為科里奧利力[3]。如果地球是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱體，在柱面上就不會(huì)產(chǎn)生這些現(xiàn)象，但地球表面是一個(gè)球面。還如圖-3所示，除了赤道外，地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力都不與重力在同一直線上。它在水平面上指向赤道方向上的分量，使得地面上的氣體、液體或固體的所有一切物體都有被拉向赤道的趨勢(shì)，如圖-4所示。這種使物體沿水平面向赤道方向運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)中，越靠近赤道，地球自轉(zhuǎn)半徑越大，由于角動(dòng)量守恒，質(zhì)點(diǎn)從小的自轉(zhuǎn)半徑向大半徑的轉(zhuǎn)移中，線速度會(huì)有減小的趨勢(shì)，落后于地球的自轉(zhuǎn)，也就是說(shuō)會(huì)有向西偏移的趨勢(shì)。這兩種趨勢(shì)都是越靠近赤道越大，并且一個(gè)作水平運(yùn)動(dòng)的物體，它的南、北兩邊所受到的這種力的大小不同。雖然都向赤道偏移，但靠近赤道的那一邊所受到的向西的力總是大些，遠(yuǎn)離赤道的那一邊受到的向西的力總是小些。當(dāng)物體一邊走的快，另一邊走的慢時(shí)，必然產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)在北半球和南半球剛好方向相反。于是就產(chǎn)生了大家所說(shuō)的地轉(zhuǎn)偏向力。

　　綜上所述，我認(rèn)為離心力是真實(shí)存在的一種力，它與物體的慣性現(xiàn)象密切，但不是慣性，不能叫做慣性力，也不是向心力的反作用力。為此，建議把離心力定義為：

　　物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的、能使物體趨向于直線運(yùn)動(dòng)的、與物體運(yùn)動(dòng)方向垂直且與曲率半徑方向相同的力，叫做該物體曲線運(yùn)動(dòng)的離心力。

　　離心力的大小與運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量m及瞬時(shí)線速度υ的平方成正比，與曲率半徑r成反比，即

　　F= mυ2/r (3)

　　直線運(yùn)動(dòng)只是曲率半徑趨于無(wú)窮大時(shí)的一種特例。根據(jù)愛(ài)先生的廣相理論，空間都是彎曲的。因此，沿彎曲空間運(yùn)動(dòng)的物體產(chǎn)生離心力是一種普遍現(xiàn)象。

　　離心力的存在以及對(duì)離心力特性的研究具有重要的物理學(xué)意義。除了目前尚未搞清楚的宇宙暗能量以外，離心力是物體之間能抵抗萬(wàn)有引力和電磁力的唯一的作用力。若沒(méi)有離心力的存在，宇宙的天體會(huì)收縮會(huì)聚到一起，構(gòu)成所有物質(zhì)的原子也會(huì)迅速坍塌;若沒(méi)有它，由內(nèi)旋產(chǎn)生的電荷也會(huì)消失。離心力函數(shù)項(xiàng)很可能就是愛(ài)先生的宇宙學(xué)方程的宇宙常數(shù)項(xiàng)中的最為重要的因子，因?yàn)樗苁褂钪娣乐故湛s而趨于穩(wěn)定。

　　對(duì)離心力更廣泛深入的研究，有可能促使宇宙物理學(xué)與量子力學(xué)的統(tǒng)一。相關(guān)內(nèi)容將另筆專論。