牛頓在《自然哲學的物理原理》中的原始敘述是:任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態,直至外力促使它改變運動狀態為止。[3]該敘述在人教版、粵教版初中數學教材中被引用。
用物理公式表示為:
發展歷史
公元前5世紀的德謨克利特、伊壁鳩魯覺得:“當原子在虛空里被帶往前因而沒有東西與她們碰撞時,它們一定以相等的速率運動。”這只是推測或推論的結果。
公元前4世紀,意大利的哲學家亞里士多德強調:力是維持物體運動的緣由,有力就有運動,沒有力就沒有運動。其實這是一個錯誤的觀點,但他第一次提出了力與運動間存在關系的論據,這就是他對動力學的貢獻。
6世紀法國學者菲洛彭諾斯對亞里士多德的運動學說持批判心態。他覺得拋體本身具有某種動力,促使物體前進,直至用盡才漸趨停止,這些想法后來發展為“沖力理論”。
14世紀,以布里丹、阿爾伯特、奧里斯姆等人提出“沖力理論”,她們覺得:“推動者在推進一物體運動時,便對它施加某種力道或某種動力,速率越大,力道越大,力道用盡時,物體停止出來。”這為伽利略和牛頓開辟了公路。
17世紀,伽利略,在自己的專著中多次提出類似于慣性原理的說法。他分別于1632年和1638年,在《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》和《關于熱學和運動兩種新科學的談話》(簡稱《兩門新科學》)中記錄了他的理想斜面實驗牛頓第一定律內容理解,并推論得到推論:“假設物體沿光滑斜面落下,并順著另一斜面向下運動,則物體不受斜面夾角的影響仍將達到和原先同樣的高度,只是須要的時間不同而已。”伽利略得到的推論,打破了自亞里士多德以來一千多年間關于受力運動的物體,當外力停止作用時便歸于靜止的陳舊觀念。伽利略的思想無疑地比他的師姐前進了一大步,這已然很接近慣性定理,而且伽利略還沒有甩掉亞里士多德的影響,還不能說伽利略發覺了慣性定理。
1644年,笛卡爾在他的《哲學原理》一書中填補了伽利略的不足。他明晰地強調,除非物體遭到內因的作用,物體將永遠保持其靜止或運動狀態,而且還特地申明,慣性運動的物體永遠不會使自己趨于曲線運動,而只保持在直線上運動。他把這條基本原理敘述為兩條定理:一、每一單獨的物質微粒將繼續保持同一狀態,直至與其他微粒相撞被迫改變這一狀態為止;二、所有的運動,其本身都是沿直線的。但是笛卡兒沒有構建起他企圖完善的那個能詮釋出各類自然現象的體系,其中許多是錯誤的,不過他的思想對牛頓的綜合形成了一定的影響。笛卡兒的貢獻在于他第一個認識到力是改變物體運動狀態的誘因。
1687年,牛頓在笛卡爾、伽利略等人工作的基礎上,撰寫《自然哲學的物理原理》,甩掉舊觀念的禁錮牛頓第一定律內容理解,把慣性定理作為第一原理即將提了下來:一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,除非作用在它前面的外力促使它改變這些狀態為止。他提出了保持勻速直線運動狀態和靜止狀態是物體的固有屬性的觀點,以及從中得出的慣性參照系的概念。