人在桥上走，桥流水不流

于佳卉

摘 要 运动广泛存在于我们的生活之中，小到微观世界中分子、原子的运动，大到宇宙中星球的运动。正是丰富多彩的运动造就了我们充满生机与活力的生活。认识了解运动，是认识了解世界的基础。参考系是运动的描述中的重要基础，灵活掌握参考系，有助于我们更富有层次的认识运动，了解世界。通过“人在桥上走，桥流水不流”这句诗，让我们共同步入参考系的神秘世界。本文就将从参考系在运动描述中的重要作用、参考系的定义、参考系的性质以及参考系的选取原则等多个方面带领大家全面认识参考系。

关键词 参考系 运动的描述 作用

中图分类号：G633.7文献标识码：A

0前言

我们生活在一个环绕着运动物体的世界，我们的周围也充斥着各种各样的运动。正是这些运动使得我们的世界生机勃勃，欣欣向荣。无论是宏观还是微观，运动都广泛地存在于我们的生活之中，为我们的生活带来了活力。

我们生活的蔚蓝色美丽星球在时刻环绕着太阳公转，地球也在一刻不停的自转，在地球周围还有月亮以及人造卫星的运动，宇宙中可望不可即的运动促使我们感叹人类的渺小。高铁在轨道上驰骋，飞机在天空中翱翔，使我们早上在北京晚上到西雅图不再是梦。河流川流不息，晶莹的雪花从空中飘落，落叶随风飞舞，大自然用运动展示着它的宁静与壮阔。在温水里放入一勺糖，可以得到一整杯的糖水，一桌丰盛的饭菜散发着令人垂涎的香气，看似微小的运动也在不知不觉间带给我们生活中无数的惊喜。

我们生活在运动的物体之中，运动为我们的生活增加了生机与色彩。既然周围存在着如此之多的运动，那么掌握对运动的描述方式，对我们来说就具有重要的意义，也成为我们认识、描述世界的重要基础。

1参考系在“运动的描述”中的重要作用

“运动的描述”安排在高中物理的起始部分。随着对于“运动的描述”的学习，实现了从初中物理到高中物理的跨越。运动的描述，在高中物理学中处于基础地位。在我们日常的应用中，也有着广泛的应用。因而，对于“运动的描述”的学习，不仅有益于我们对于高中物理基础知识概念体系的建立，而且也为我们探索生活与世界奠定了坚实的基础。

参考系则是 “运动的描述”的重要基础。同样的一种运动形式，选择不同的参考系就会得到完全不同的结果。参考系是为了对物体进行“运动的描述”而选择的假定不动的物体建立的基准体系。通过比较要描述物体与假定不动物体的相对关系来描述物体的运动。因而对于同一个物体的运动，选择不同的参考系就会得到不同的“运动的描述”的结果。关于物体运动描述的奥秘，古代人们早已发现，并将其巧妙地融入到四句禅诗之中。

空手把锄头，步行骑水牛，

人在桥上走，桥流水不流。

上面这四句禅诗，是南北朝时期的一位禅师的所描述的禅诗，这个禅师主要描述的是他所观察体悟的事物相悖的禅理。这个是禅师从较高的境界来看待世界，希望我们从差别中认识平等，从动乱中认识寂静。从最后两句，“人在桥上走，桥流水不流”看似不同于常理的描述中，就充分体现了参考系在“运动的描述”中的重要作用。

从常识来看，我们通常认为桥是不动的，而水是流动的。这种常识认识世界的行为是建立在以大地为参考系的基础上进行的。我们通常认识世界，描述运动是都是以大地作为参考系描述的。因而，感觉不到参考系存在的重要意义。而当诗中将其特别提出，并且不按照常识来选择参考系的时候，我们就会意识到参考系存在的重要意义。

同理，我们将相对于大地不动的物体选为参考系的时候，也是符合我们对事物运动的通常认识的。汽车在马路上飞驰，河流川流不息，高山巍峨肃立等等，是我们感知世界的常态。而我们对于世界的基本认识就是建立在将大地选为参考系的基础上的。又比如说，这首诗的倒数第二句“人在桥上走”。很显然，这是将桥选为参考系，假设桥是不动的，而人在桥上运动，即形成了在桥上走的这个动作。由于桥是相对于大地也是不动的，所以这符合我们对于运动的通常认识。在读到“人在桥上走”时，感觉到十分自然。

但读到“桥流水不流”时，给我们的感受就有些不同于通常状态下的认识。在这首诗的最后一句，不同于我们通常选择参考系的形式。即不将大地选为参考系，而是将水作为参考系来描述桥与水的运动。当将水选为参考系的时候，水是被假定不动的，因而桥相对于水是运动的，而水相对于水是不动的。从而，在将水选为参考系的情况下，就形成了“桥流水不流”的描述。再比如，在上面提到的例子中，“汽车在马路上飞驰”很显然是将大地选为参考系，因而汽车的运动状态为飞驰，若将汽车内的司机选为参照物，那么对汽车的描述就为静止。“河流川流不息”若以随河流漂流的树叶为参照，那么河流则表现为静止。“高山巍峨肃立”，若以向着高山方向行驶的汽车为参照，则可以描述为高山向着汽车运动。

通过上面的描述，我们认识到参考系选取的不同带来“运动的描述”的奇妙与不同之处，下面将从参考系的定义、参考系的性质以及参考系的选取原则这三个方面，对参考系进行详细的介绍。

1.1参考系的定义

参考系，又称参照系、参照物，是一个物理学名詞，它是指研究物体的运动的时候所选择的参照物体。参考系可以分为惯性参考系和非惯性参考系。这里的分类依据是牛顿定律在参考系中是否成立。牛顿定律在参考系中成立的参考系成为惯性参考系，惯性参考系也是高中物理中讨论的重点。而惯性定律在参考系中不成立的参考系称为非惯性参考系，非惯性参考系不作为高中物理的研究对象。因而在下面的讨论中，我们所提到的参考系大多是指惯性参考系。

为了用数值描述一个物体的位置，可以在参考系上设置坐标系，称为参考坐标系。当我们在进行运动的描述时，参考系和参考坐标系是可以任意选择的。但是同一个物体的同一个运动，在不同的参考系和参考坐标系中的表现形式是不同的。通常需要按照问题的实际情况来选择合适的参考系和参考坐标系。

参考系的选择直接影响物体运动的表现形式，因而在进行参考系选择时要充分考虑实际的应用情况。另外，同一运动在不同参考系中具有不同表现形式，也被充分利用在惯性导航中。惯性导航广泛用于运载体的导航中，为运载体提供实时的姿态、速度以及位置等导航信息。惯性导航是最为基础也是应用最为广泛的导航系统，为我们的生产生活带来了极大的便利。惯性导航系统正是利用同一运动在不同参考系中描述不同，并且不同参考系之间还存在相互联系的特点。利用这一特点，为描述物体导航信息提供了重要的依据和基准。

1.2参考系的性质

参考系主要有四个主要的性质，主要包括：标准性、任意性、统一性和差異性。这四个性质是参考系的基本性质，为参考系的选择与建立提供了重要的依据。下面将对这四个性质进行简要介绍。

标准性：用来做参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是静止还是运动，都是相对于参考系而言的。任意性：参考系的选取具有任意性，但应该以观察方便和运动的描述尽可能简单为原则。统一性：比较不同的运动的时候，应选择同一的参考系。差异性：同一运动选择不同的参考系，观察结果一般不同。例如，考虑坐在车上的乘客的运动情况，当以地面为参考系的时候，乘客是运动的，而以车为参考系的时候，乘客是静止的。

1.3参考系的选取原则

上面我们提到了，参考系的选取是任意的，但是应该以观察的方便和是运动的描述尽可能简单为原则，当我们研究地面上的物体时，通常将地面选为参考系。当一般题目未注明的情况下，都是将地面选为参考系。参考系的选取原则包含下述3个方面：首先，参考系是为了描述物体的运动而人为选定的参照物体，参考系可以是不动的，也可以是变速运动的物体;其次，参考系的选择是任意的，但是应该以观察的方便和是运动的描述尽可能简单为原则，当我们研究地面上的物体时，通常将地面选为参考系;最后，对于统一物体的运动，所选取参照物不同，对它的描述就会不同。运动是绝对的，静止是相对的。

“空手把锄头，步行骑水牛，人在桥上走，桥流水不流。”古代人民用四句禅诗总结了生活感悟和人生智慧。短短的四句话，描绘了参考系的选择在“运动的描述”中的重要作用。同样的运动在不同的参考系中会有不同的表现形式。运动为生活增添了活力，带来了色彩。运动的描述蕴含着丰富的奥秘和人生哲理。作为高中物理的起始，为我们奠定了坚实的基础。也为我们认识世界，描述世界提供了基准。同时，也让我们感受到了生活中的物理带给我们的神奇与奥秘。

2结语

本文仅仅围绕“空手把锄头，步行骑水牛，人在桥上走，桥流水不流。”这四句诗探寻了参考系在运动描述中的重要作用。看似不同于常识的描述，实质上蕴含着高中物理中，参考系的选取的重要知识点。同样的运动，选择的参考系不同，就会得到截然不同的运动描述形式。通过本文，带大家一起回顾了参考系的定义、参考系的性质、参考系的重要作用以及参考系的选取原则。掌握了这些就为运动的描述奠定了重要的基础。同时也为高中物理的学习打下了坚实的基础。