关于自由度介绍

[拼音]：ziyoudu

[外文]：degree of freedom

单值地确定某一力学体系的运动状态所必需的，互相独立并可以自由变动的物理量的数目就称为某一力学体系的自由度。例如，一个质点的自由度是3，因为这一质点可在上下、左右、前后三个方位上作独立运动。N个质点的力学体系的自由度是3N。但如果N个质点的相对位置均固定，那么这N个质点就成为一个刚体。刚体就一共只有6个自由度，3个表示平动的位移，另外3个是转动角。N个质点相对位置固定的结果，表明有3(N-2)个自由度被冻结，这就叫冻结了的自由度。某一力学体系还可能拘束在某一区域。例如，某一个质点可能限定在某一曲面上运动，这时，质点的自由度就由3改成2，另一个自由度是被拘束了或约束了，这称为约束了的自由度。

以上所讨论的自由度都是局限在时间和空间上的自由度，称为时空自由度。因为任何力学体系总在一定时间和空间中运动。但是，除了时空自由度以外，可能在物质内部还隐藏着在一定条件下才被激发出来的自由度，称为内部自由度。把这种内部自由度的性质弄清楚了，也可能仍然归结为时空自由度，也可能有更为深刻的原因。这就需要根据不同的对象，分别考察它的不同性质了。

自由度的数目可以是有限的，也可以是无限的。连续的流体、固体以及电场和磁场等都具有无限的自由度。