四、伽利略变换

由伽利略相对性原理可知，对于同一力学过程，尽管可以选择不同的惯性参照系来描述，但是它们遵从的基本规律却是同一的，所采用的运动方程的形式是相同的．因为运动的描述要涉及时间和空间，当观察者从一惯性系变换到另一个惯性系时，不同惯性系之间必然存在时间和空间的变换关系，可以通过这些变换，使力学规律在不同的惯性系中有相同的形式．如图考虑两个惯性系 s'（x'，y'，z'，t'）和 s（x，y，z，t）S' 相对于 S 以匀速度 v 沿 x 轴方向运动，并在时间 t＝0 时，两原点 o'与 o 重合，则同一事件在此两个参考系中的时间和空间坐标之间有如下的伽利略坐标变换关系

x = x'+vt

y = y'

z = z'

t = t'

伽利略变换的特点：①从上式中可看出，时间坐标与空间坐标相互无关；②任何两点间的空间间隔在任何惯性系中都一样；③任何惯性系中时间间隔都一样．这个变换与经典力学规律（如牛顿运动定律）在不同惯性系中具有相同形式相一致．伽利略变换的出现，是人们不断认识时间、空间性质上的一个发展阶段．伽利略变换中包含着伽利略、牛顿的不受物体运动状态影响的“绝对质量”，不受运动状态影响的“绝对空间”，和不受运动状态影响的“绝对时间”等基本概念．

相对性原理和伽利略变换是在经典力学范围内得出来的，在牛顿时代，由于牛顿力学的巨大成就，曾一度使人们认为任何物理现象都必须由牛顿力学作出最终的解释，认为世界上一切事物，由太阳系中的行星到人身体内的原子，都准确地遵从相同的力学定律．这是机械的观点．

伽利略相对性原理和伽利略变换只适用于经典力学范围，就连在经典电磁学中也不是普遍成立的，在高速微观世界中就更没有它的立足之地了．