在V ＜＜ C时，物体获得的动能P可从如下式子计算得到：
1905年，爱因斯坦提出相对论，即把洛伦兹给出的质速关系作为已知式子来推导出质能换算关系E ＝ MC2。这实际上犯了一个严重的逻辑错误。要知道，在牛顿第二定律的微分公式 Fdt ＝ d(MV) 与质能换算关系E ＝ KM 里面，已经隐含着的列立方程解。当把K代换成C2后，就等同于是把E ＝ C2M作为了方程解的前提。
特别应该知道的是，说质速关系式是由质能关系和牛顿第二定律的微分公式导出来，与相对论无关，并不是在于从数学上可以由谁推导出谁来，最根本的原因是质能关系是比质速关系更为基本的物质属性。而且，从相对论推出质能关系，已经要借助牛顿第二定律的微分公式，它表明牛顿第二定律的微分公式并非是根据狭义相对论研究出来的成果。
作为对照，人们可以查看爱因斯坦和英费尔得合著的《物理学的进化》（书号：13119·450）第145页，其中写道：
经典物理学介绍了两种物质：质与能。第一种有重量，而第二种是没有重量的。在经典物理学中我们有两个守恒定律：一个是对于质的，另一个是对于能的。我们已经问过。现代物理学是否还保持着两种物质和两个守恒定律的观点。答案是：否。根据相对论，在质与能之间没有重要的区别。能具有质量而质量代表着能量。现在只用一个守恒定律。即质量-能量守恒定律，而不再用两个守恒定律了。……
谁把物质和质量、能量混为一谈，从而认为质量会转变为能量？人们从上述这段话中已经看得清清楚楚。爱因斯坦对质量和能量的理解本身还处于混淆不清的状况，他又怎么可能分析得出正确的质能关系和质速关系公式来呢？
事实上，质能关系是物质的本性，并非是人们发现了它之后，物质才开始具有这种关系。质能关系是人们在实践之中对物质本性的认识发现，并不是根据某个公式推导出来的结果。
由于质量和能量都是物质固有的属性，质量通过物体的惯性和万有引力现象显现出来，能量通过物质系统状态变化时对外作功、传递热量等形式显现出来，具有一定质量的物体客体也必具有和这质量相当的能量。这样，人们引入一个换算系数K将任何一个物质具有的质量M和能量E表示成E＝KM ，就是一件顺理成章的事情。人们通过牛顿第二定律的微分公式，可以求解出同一个刚体物质在不同的运动速度下具有的瞬态质量M与其具有的瞬态速度V之间有着如下的一般关系：
若能找到一个实际的特例，通过它计算出该式子中的待定系数K，质能之间就有了明确的换算关系式。显然，这是一件很艰难的研究工作。查看一下物理学的发展史，早在19世纪初，汤母孙（J.J.Thomson）、考夫曼（W.Kaufmann）等人就已经在质速关系的实验和理论研究方面做出了大量有成效的工作。
1904年，哈孙隆耳（）通过实验证实质量增大与辐射能量成正比，并导出E∝MC2。同一年，洛伦兹根据电子的质量起源于电磁和电子运动时其大小沿速度方向发生收缩的假说，推导出电子质量随速度变化的关系式子为。但由于洛伦兹的所依据的分子收缩假说在理论上存在严重问题，人们没有把获得质速关系式子的功劳明确地记在洛伦兹的头上。此后，Rogers通过实验，进一步精确的测试得出，质能换算系数K的数值非常接近真空中的光速C的平方值。
有了K ≈ C2 ，才有：
E ＝ KM ≈ C2M 。
在实验中，最好测量的就是速度为零之时静止状态下的物质质量，人们只要测定出一个物体在速度为零之时静止状态下的质量m ，就可以通过质速关系式计算出它在不同的运动速度V之时具有的瞬态质量M；
由于迄今为止的基础物理学教材都没有把上述分析过程全部讲述出来，人们对牛顿第二定律的微分公式常常产生了一些误解。有人以为， Fdt＝d(MV)＝VdM + MdV式子中的M与V可以是独立的自变量，dM与dV无关。更多的人是不明白牛顿第二定律为什么在高速运动下失效。
确实，单从牛顿第二定律的微分公式看，其中的M与V好像是各自独立的自变量。但我们从推导出来的质速关系已经得知M是V的函数，dV≠0时，dM≠0 。由于在dM≠0时，dV可能等于0 ，譬如将几个作完全相同的匀速运动的物体连为一体，对其中原来的任何一个物体而言，都可以说M发生了改变，但V未发生改变。此时，MdV＝0,而 VdM≠0，但F＝0是明摆着的事实。
必须说明dV＝0时dM≠0的来历，否则我们不能继续使用牛顿第二定律的微分式子。只有在M改变的物理意义是dM＝M－M0 ，而M 对应的是V 、M0对应的是V0时，才是使用牛顿第二定律的微分式子的充分条件。
当物质的运动速度V接近于光速，例如：V在〔0.99999C , 0.999999999C〕范围中进行变化，取V0 ＝ 0.999999999C，此时将有dV ≈ ( V － C )。我们根据牛顿第二定律的微分式子和质能换算关系可以推导得出：
C2 dM ＝ V2 dM ＋ VMdV
→ C2 dM － V2 dM ＝ VMdV ，
→ ( C ＋ V )( C － V )dM ＝ VMdV ，
→ ( C ＋ V )dM ＝ VMdV/( C － V ) ≈ － VM ，
∴ dM ≈ － VM/( C ＋ V ) ≈ － 0.5M ；
根据此结果，V0越接近于C，速度改变得越少，质量减少一半的推测越准确。这显然是错误的结论。
它表明：牛顿第二定律在物质的运动速度接近光速时已不再保持成立，人们不能继续使用根据牛顿第二定律推导得出的质速关系式子，计算光子在速度小于C时对应具有的质量是多少。
从逻辑上说，质能换算系数K≈C2 属于某种巧合，它也就意味着在特殊条件下，光子的运动速度有可能超过通常情况下的真空光速。鉴于具有能量为hν的光子具有相应的惯性质量或引力质量为M＝hν/ C2 ，从理论上不难分析出：以初速度为C的运动光子垂直于某个星球表面向外发射，当星球的半径R与其质量M满足关系R＝2GM/C2之时，光子在离开星球到达无穷远处时速度将减为零。实际上只要到达足够远后，该光子的速度将降低到足够小。一旦光子具有的能量减小到已不足以使它还能以光子的形式存在之时，该光子就会被转换成其它的物质存在形式。于是，人们将观察不到从距地球遥远的此类星球表面发出来的光线。虽然它们可以将周围临近的物体吸引到自己上面去，外面射向它的光线也会被它们所接受，但是它们发出的任何射线却不能被足够远处的观察者观测到。
这类星球也就是所谓的"黑洞"，并构成一种类型的"暗物质"。当然，这只是理论上忽略了诸多未确定因素进行的推导，实际在宇宙中是否存在"黑洞"星体，迄今仍然还是一个迷！
在人们弄清楚了质量与能量之间的关系后，光子在强引力场中运动所发生的光线偏转，完全可以用大家早已熟悉的经典力学公式去进行分析，它不再是困扰人们思想的问题。
物质运动速度的改变，也就是能量从一个物质转移到了另一个物质上。作为能量集合体的物质，能量发生增加或减少，将相应地反映到质量的增加或减少上。
质能关系的应用，原理上只能在相对于与绝对空间保持静止的参照系中才能使用，也即该公式不能传递到局部惯性系上去使用。但由于太阳系相对于银河系的系统质心，近似在银河系对称中心，仅以每秒几十公里的线速度进行运动，除非是整个银河系的系统质心以极高速度相对于与绝对空间保持静止的参照系进行运动，在地面上做质能关系实验研究时，低速下质量的改变几乎观察不出来，而在速度达到每秒几百公里，每秒几千公里时，地球系统自身的背景运动速度又可以忽略不记了。由于这个特殊原因，使得质速关系可以在地面上的参照系中近似地使用。
根据质能关系和牛顿第二定律推导出来的质速关系公式，并没有告诉具体的作用过程怎样进行。例如，加热引起的质量增加并没有发生物体在宏观上有速度变化，人们只是将它解释为分子的运动速度发生了改变。火箭发射时，飞行速度的变化也与质速关系公式完全不相同，人们也只能把质速关系归结到分子运动的层次上。由此可见，适合应用质速关系式的场所，应该是基本粒子接受或释放出能量之时的作用过程。
五、从空时描述看牛顿定律的实质
当人们用物体在空间的瞬态位置移动量与所对应的时刻变更量dt 之比值来表示被观察物体处于何种运动状态中时："速度"不变，表明被观察物体进行的是状态恒定的惯性运动；而"速度"改变，表明被观察物体相对处于状态正在变化着的非惯性运动状态中。显然，人们也同样可以用物体在空间发生位置移动所对应的时刻变更量dt与该物体在空间进行的瞬态位置移动量之比值，特称之为"耗时速度"，来反映被观察物体处于何种相对运动状态中。"耗时速度"不变，表明被观察物体进行的是状态恒定的惯性运动；而"耗时速度"改变，表明被观察物体相对处于状态正在变化着的非惯性运动状态之中。
当我们把物体的空间位置作为自变量，通过用物体在等距离移动过程中的时刻改变规律来描述物质世界中的运动现象时，我们称之为对物质运动做出的"空时描述"。相应的，"耗时速度"的改变率称作"耗时加速度"（用表示）。由于耗时速度与人们已经熟悉的物体移动速度在数值上是互为倒数关系，在被考察物体的质量变化dM可以忽略的情况下，使用耗时速度来描述物体的运动状况时，牛顿第二定律的数学表达方程可以从以往的经典公式推导得出为:
此时物体受到的作用力不仅与"耗时加速度"成正比，还同时与"耗时速度"的3次方成反比。设K2 参照系相对于K1 参照系以不变的速度作匀速运动，相应的"匀耗时速度"为 ，人们马上会得出：这些熟悉的式子。但是在之间，之间却是如下的关系：
这表明，在一组互相保持作匀速直线运动的参照系中，既可以采用"时空描述"方式对同一个物体的运动状况进行分析，也可以采用"空时描述"方式对同一个物体的运动状况进行完全等效的分析。由于：
这个结果与将时间作为自变量时推导出来的式子完全相同。它表明在数学上可能会有多种方式对同一个物理现象做出表达，只要它们不违反数学推导规则，结果都应该相同。但是在物理上，不同的出发点意味着不一样的分析思路。人们把时间作为自变量对物理现象做出的"时空描述"，最大的优点就是那些已经被人们发现的运动方程都显现出比较简便的表达形式。而且这些运动方程并不要求时间必须是单方向流逝的正值才能成立。这给人们进行数学上的推演带来了方便，但同时也使人们对时间产生出了神秘化的误解。从研究思路上来说，所谓的"时间"仅仅不过是人们为了便于对物体运动规律进行研究而引入的一个参考变量。实际上，物体进行运动并不需要有一个假想的时刻先变化，它才跟着变化。因此，采用"空时描述"解说物质的运动，比采用"时空描述"解说物质的运动在物理意义上更为准确。
六、正确理解相对性原理
按照伽利略提出的相对性变换原理，人们通过实验检验手段，只要找到了一个实际存在的可以应用力学定律对被观察物体的运动规律进行分析研究的惯性参照系，凡是建立在相对于该参照系作匀速直线运动的实际物体上或实际不存在的假想物体上的参照系，都可以应用牛顿第二定律对同一个被观察物体的运动规律进行定量的数学分析。因此，人们不可能发现真正驻定的相对于绝对空间处于静止状态的参照系。但同时也必须看到，只要对加速度再求一次导数，人们就能够得出另外一个新的力学定律：作用力的变化率等于被作用物体的质量乘上该物体的加速度变化率。这个新力学定律对彼此保持做相对匀加速运动的参照系具有完全相同的数学表达式，人们当然也可以将它理解为对相互保持作匀加速运动的参照系也成立的另外一个相对不变性原理。但除非这么做能够对人们的研究工作带来某种有使用价值的内容，否则那就仅仅不过是在玩玩没有实际意义的数学游戏而已。
实际上，相对性变换原理并不是自然界中的物质运动必须遵循的基本规律。譬如：相对性变换原理对能量守恒定律就不成立。能量守恒定律是自然界中最基本的运动规律，无论人们是否建立起了物理学理论，它都不会受到影响。一个物体实际具有多少能量，不会因为人们在空间选择了不同的参照系来做观察基准而发生改变！人们在空间选择的各个参照系，有的可能正确反映出被观察物体实际具有的动能值，但更多的情况是不能够正确反映出被观察物体实际具有的动能值。
严格地说，伽利略相对性变换原理对动量守恒定律在数学上也已经不再保持成立。大家知道，对于速率不等的每一个惯性参照系，被观察物体系统的动量总和在该物体系统未受到外部作用力作用时将对应保持为不同数值的常数。如果这种描述也算是符合相对性变换原理的话，人们完全可以如法炮制，将牛顿第二定律改成另外一种描述方式：即任意每个物体相对于理想的匀加速参照系具有的加速度乘以该物体质量与作用在该物体上的力之差恒等于某个常数。我们不需要引入莫须有的假想"引力场"，就已经实现爱因斯坦建立的广义相对论所的期望目标。然而，进行这种描述上的改变并没有解决任何实质性问题，人们只是把无法寻找理想的惯性参照系这个难题，变成了无法寻找理想的匀加速参照系难题！其实，理想的匀加速参照系和理想的惯性参照系都不是应用牛顿力学定律的必要条件。
在涉及到光的干涉现象时，由相干光束产生的干涉景象在实际空间中都有自己对应的分布状况，不管人们是否借用光线接受屏去进行观察，干涉条纹在空间的分布位置都已经确定。换句话说，相对于其它与麦克尔逊干涉仪不保持静止状态的任何参照系，在麦克尔逊干涉仪器光线接受屏上呈现出来的干涉条纹都不是处于静止状态中的"不移动空间线"。人们在与干涉仪器不保持静止状态的运动参照系中，用矢量合成法则变换出来的相对于该运动参照系的光速计算得出的两路相干光之间出现的光程差，与建立在地面静止点上的参照系中，用相对于该静止参照系的光速计算得出的光程差已不再保持相等。由于在19世纪末人们还没有发明出激光器，人们在那时做光学干涉实验，两束相干光的光程差不能相差太大，麦克尔逊干涉仪只能设计成两条臂长相等的光路。在有了激光器做光源之后，我们完全可以把干涉仪设计成下图所示的光路：
此时，一束光线直接通过两只半透半反射镜到达光线接受屏；另一束光线则先被前一只45度半透半反射镜从A处反射到B处，在B处被45度全反射镜从B处反射到C处，在C处被45度全反射镜从C处反射到D处，之后，再被后一只45度半透半反射镜将其反射到光线接受屏上。这两束相干光在光线接受屏上产生的干涉条纹，将由它们所经过的光路的光程差确定。显然，这两束相干光的光程差等于2L，换算成时间差就是Δt＝2L/C 。在水平光路上，与干涉仪保持静止的O参照系以速度C传播的光线，相对于与O参照系以速度V运动的O′参照系传播的相对速度应该等于C-V。根据时间差与参照系无关的事实，用经过矢量合成法则换算出来的相对光速C-V乘上时间差Δt，得到的结果是：
（C-V）Δt ＝ 2L( 1 - V/C ) ≠ 2L
要使O′ 参照系中具有的相对光速乘上时间差仍然等于与干涉仪保持静止的O参照系中计算出来的光程差，就只能假定光线在O′参照系中具有的相对传播速度也等于C 。再看看垂直光路上的情况，原来在与干涉仪保持静止的O参照系中以速度C传播的光线，在O′ 参照系中换算出来的相对速度是 。对波振面上的任何一个点来说，在O′ 参照系中走过的路程也响应的改变为L ，光线从A点传播到B点，或从C点传播到D点，无论在那个参照系中，都是完全相同的时间间隔。于是在O′ 参照系中，用垂直光路上换算出来的相对速度 乘以相应的时间间隔将是等于2L ＞2L。它表明：人们既不能用两束相干光分别经过不同的光路再汇合到一起时具有的传播速度和它们在经过不同的光路形成的时间差来计算真实的光程位相差，也不能用光线在O′ 参照系中走过的路程差来计算真实的光程位相差。伽利略提出的相对性变换原理在这里已经完全止步。
再看质速关系式子的情况，我们根据牛顿第二定律和质能换算关系E＝KM 可以推导出：
按照约定，物体在运动速度为零时的质量m称为静质量，而物体在运动速度V不为零时具有的瞬态质量M称为动质量。
在彼此互相保持作匀速运动的任意两个惯性参照系中，质速关系式子应该如何进行应用？举例来说，在地面测量出两个静止质量完全相等的物体A与B，将它们加速后，分别以相同的恒定速率V朝相反方向运动，相对于分别建立在这两物体上的惯性参照系来看，处于相对静止状态中的A物体或B物体与相对于地面参照系处于运动状态中的B物体或A物体，它们实际具有的质量究竟是一样大，还是谁更大一些？计算发现，当把与地面保持静止的惯性参照系改到相对于地面具有速度V的参照系上后，A 、B两个物体具有的动能E′＝(1/2)m(2V)2 ＝2mV2,已经比在地面参照系中计算出来的数值E＝(1/2)mV2＋(1/2)mV2 ＝mV2 大了一倍。而地球相对于建立在A物体或B物体上的参照系将会计算出更加巨大的动能来！这些多出来的能量显然与能量守恒定律不符合。
根据质能换算关系E＝KM＝C2M ，如果在计算过程中产生出了莫须有的新增能量，也就必然会产生出莫须有的新增质量来。由此可见，质速关系式子的正确应用，必须要有一个能够可靠地确定出物体的静止质量的参照系作为基准。经典意义上的伽利略相对不变性原理在这里已经完全失效。
到目前为止，人们对相对性原理的认识实际上出现了3种不同的理解：第一种要求在进行坐标变换时数学公式的表达形式保持不变；第二种要求在不同坐标系中使用本参照系中的物理量进行计算时应具有完全相同的数学表达形式；第三种只要求物理学的定律在叙述上保持相同。牛顿第二定律符合第一种理解意义上的相对不变性原理。机械能守恒定律符合第二种理解意义上的相对性原理。牛顿第一定律和动量守恒定律符合第三种理解意义上的相对性原理。如果把光波在真空中传播时保持波长不变，并依据它来判定相干光之间的位相差相对于不同参照系也保持相同的话，似乎也可以使光波的干涉现象符合第三种理解意义上的相对性原理。在理论上，人们完全可以人为的自己定义相对性原理，但必须把具体的意思表达准确。只要做到了这一点，人们在相对性原理上产生的种种分晳就不难求得一致了。
七、发现测不了原理
人们知道，实际空间并不是没有任何光传播媒介物质的绝对理想的真空世界，光在只有非实物粒子的真空中传播时，相对于由非实物粒子构成的光传播媒介物背景参照系具有恒定的传播速度C，它既与光源的运动状态无关，也与接受者的运动状态无关。光在遭到镜面等物体反射时，反射光在非实物真空中的传播速度仍然等于入射光在非实物真空中的传播速度，但反射光的波长和频率会随着镜面相对于非实物真空中的光传播媒介物质所作的相对运动进行改变。由于在地球表面空间中的所有存在物质都要受到地球万有引力的作用和惯性定律的制约，地球表面空间中的非实物粒子都相对地面处于静止状态中，在忽略空气实物粒子对光传播的影响下，光在地球表面空间传播时其速度恒等于相对于光传播媒介物静止的背景参照系具有的传播速度C 。
现在我们把观测使用的K参照系选定在与光传播媒介物背景参照系保持处于静止状态的点上。相对于K参照系处于静止状态的任意空间点P（x，y，z），我们可以从P点发出球面光波，当发出的光波与被设想成无限大的理想反射镜面的XY、YZ、ZX三个坐标平面相碰后，从三个坐标平面反射回来的光波将通过P点，从而测得光线从P点分别到达三个坐标平面再返回P点的三个时间间隔Tx 、Ty 、Tz ，P点的三个坐标值即可按照如下公式计算的得到：
对于在K参照系处于运动状态的点D，它在时刻t之时的瞬态位置坐标D（ x ，y ，z ）显然应该这样来测定：
在t时刻，由一个与K参照系位置重合的参照系K′同处于运动状态的D点保持处于相对静止的状态之中，从D点发出球面光波，当发出的光波与K′参照系上被设想成无限大的理想反射镜面的X′Y′、Y′Z′、Z′X′三个坐标平面相碰后，从三个坐标平面反射回来的光波将通过D点，测出光线从D点分别到达三个坐标平面再返回D点的三个时间间隔Tx′、Ty′、Tz′。D点在t时刻的三个坐标瞬态值即可按照推导出来的公式计算得到。在一般情况下，这些公式比较复杂。我们只研究最简单的情况，就是运动点相对于K参照系以速度v沿着X轴方向前进。由于从运动点发出的光波在K参照系中以恒定的速度朝任何方向传播，光在K′参照系中，从D点到达Y′Z′、Y′Z′、Z′X′三个坐标平面再返回D点的时间可以分别推导出来为：
根据光线从D点分别到达K′参照系三个坐标平面再返回D点的三个时间间隔，人们就可以相应的计算出处于运动状态的D点在时刻t之时的瞬态位置坐标D（x，y，z）为：
我们通过以上分析发现，当采用光波测量运动点在某个时刻的瞬态坐标值时，所需要的测量时间间隔Tx′、Ty′ 、Tz′，将比测量处在同一空间位置的静止点的坐标值所需要的测量时间间隔Tx 、Ty 、Tz 要长：
随着运动点的运动速度增大，测量运动点在某个时刻的瞬态坐标所需要的测量时间间隔会随之增长。当运动点的运动速度接近光速之时，运动点在某个时刻的瞬态坐标实际上已经不能测量出来，从而使得实验工作在实际上得不出结果。我们特将此现象称之为"测不了原理"。测不了原理从实验的可操作性上面，说明物体在高速运动的情况下，经典运动力学实际上已经失去应用价值的原因。人们必须改用别的分析方法。
换句话说，在极高速运动的情况下，不可能通过对牛顿第二定律的数学公式作出某种修正来使它继续能够应用。爱因斯坦建立的狭义相对论，试图通过修改矢量合成法则来使牛顿第二定律在极高速运动下继续好用，该思路与事实不符合。
在微观的量子研究中，测不准原理使得牛顿第二定律的数学公式失去可操作性质，因而必须改用别的分析理论。
与此同时，根据测不准原理，人们将无法测量出光子在任何瞬态时刻相对于某个参照系所确定出来的空间坐标值。
人们不可能通过测量光子在同一时刻相对于两个相互作相对运动的参照系分别确定出来的空间坐标值，来直接否定光速不变假说。人们只能根据光速不变假说所引出来的不合理现象，判定它不是可以接受的假说。
八、对惯性参照系的重新认识
我们知道，对物体的相对运动进行描述，其实就是一个观测的过程。按照现代测量技术基本原理，人们在方法上至少可以采用"直接比较"，"差动比较"与"补偿比较"三种比较方式来进行观测。牛顿对物体相对运动的描述，属于最简单的"直接比较"方式。牛顿提出的"绝对空间"概念，乃是实现直接比较观测的"绝对零位基准"。人们在现实之中对物体的相对运动实际上采用了"差动比较"方式来作出描述。当作为相对比较测量基准的参照系自身的绝对运动正好反应为某个完整物体系统中诸物体所共同具有的"背景加速运动"时，该物体系统中诸物体相对于该参照系观测出来的相对运动，就可以过滤去除叠入物体绝对运动中的"背景加速运动"，仅表现为物体固有惯性特征的运动规律。所谓的"惯性参照系"，就是符合这种要求的"相对零位基准"。
至于"补偿式"观测方式，也即是"空时描述"所使用的观测方式。由于它不符合人们对被观察物体运动状态进行观察的习惯，不便直接采用到对物体相对运动的观测上。
根据"运动不灭原理"，任何一种运动形式的消失都必然伴随着另外一种运动形式的产生，运动既不能自己产生也不能自己消灭；当某种运动形式未受到其它运动形式的作用时，该种运动形式将继续保持进行下去，直到超过了相对应的最高限度才转化为新的运动形式。现代物理学中的"能量守衡定律"与伽利略提出的"惯性定律"，即是对"运动不灭原理"中前后两部分内容分别作出的定量表达。不言而喻，作为物质世界中的一般运动规律,应该与人们选择什么样的参照系来作为运动观测基准不相干。人们选择适当的参照系，只是为了使这些运动规律能够清晰准确地显现出来。所以，虽然牛顿提出的与绝对静止的空间相联系的"理想惯性参照系"得不到实验的充分证实，但这并不妨碍物质运动不灭原理的"惯性特征"在具体物体的运动过程中呈现出来。人们根据系统运动力学确定的"惯性参照系"，就是符合要求的更适当的参照系，因为物体运动固有的"惯性特征"将在这种参照系里与相叠在一起的"背景加速运动"分开，单独呈现。
在原理上，与绝对静止的空间相联系的理想惯性参照系是引导物理学理论进一步发展的起始点。根据运动不灭原理，不受外力作用的物体相对于牛顿提出的与绝对静止的空间相联系的理想惯性参照系将保持着原来的匀速度运动状态或静止状态，于是可以证明：由任意两个不受外为作用的物体组成的封闭物体系统，其系统质心相对于处于绝对静止状态中的理想惯性参照系也将保持匀速度运动状态或静止状态。同时由牛顿第三定律与牛顿第二定律又可以证明：两物体组成的封闭系统内的相互作用，对本系统的质心运动状态没有影响。接着再采用数学规纳法证明：由任意个物体组成的封闭物体系统，其系统质心相对于处于绝对静止状态中的理想惯性参照系将保持作匀速度运动，而且不受本系统内的物体间相互作用所影响。有了这个结论，我们就可以根据"矢量合成法则"，把用于运动观测的参照基准从与绝对静止的空间相联系的"理想惯性参照系"改换成与封闭物体系统内诸物体相联系的"系统质心参照系"。这样既可使包括"动量守恒定律"在内的各个运动定律叙述起来更准确，又可使用于运动观测的参照基准成为有存在实物作保证的真实体系。之后，再根据运动具有的"独立作用原理"，进一步将在封闭物体系统中呈现出来的具有惯性特征的运动规律推导到一般的完整物体系统中。在经过上述的理论发展后，人们就可以在实践中对伽利略和牛顿所发现的物理学运动定律进行充分的实验验证了。
由此可见，建立在完整物体系统质心上的"惯性参照系"是帮助人们精确认识和运用物质世界中各个运动规律的一个工具。物体间进行的相互作用实际上是"能量集合体"之间进行的能量交换过程。无论人们借助什么工具来认识它，它都将遵守客观存在于物质世界中的运动规律而在物质世界中进行呈现。所以，当人们采用"惯性参照系"来作为物体相对运动的观测基准时，物体间进行的相互作用和所表现出来的简单而又精确的牛顿第二定律与牛顿第三定律，乃是人们正确运用了认识物质世界本质的物理学工具的结果，人们切不可将帮助自己认识物质世界本质的物理学工具误当成导致物体按照某种规律进行运动的原因。
由于把"惯性参照系"作为物体相对运动的观测基准时，人们根据物理学定律对被观察到的物体相对运动作出的数学分析与物体间实际发生的相互作用有着完全对应的真实可靠关系，因此它能够使系统运动力学成为精确指导人们开展新的实践活动的科学理论。至于为什么会有这样的结果，人们必须在更为基础的物理研究中进一步去探索。现在我们只能说：这是大自然赋予物质世界的一种天衣无缝的和谐与"自然美"。
九、正确理解时间概念
在所有被观察到的相对运动中，被人们按照"最方便于分析原则"选作相对运动过程的参考比较基准的"标准参考运动"即是"时间"的来源。按照已经约定俗成的习惯，人们把所选定的"标准参考运动"相对于首先建立起的标定有长度计量单位的空间参照系（它是观测物体相对运动的"第一参考基准"）观测到的每一个"瞬态位置"对应称作为一个"时刻"，而把任意两个"时刻"之间对应的"参考运动过程"称作"时间"。
鉴于"时间"乃是人为给"标准参考运动"所取的代名称，我们又把人为选作相对运动的参考比较基准叫做"时间运动"，它是人们用于观测物体相对运动过程的"第二参考基准"。按照已经约定俗成的习惯，人们把具体实现"时间运动"的实物称作"钟"。
根据运动不灭原理，在物质世界呈现的每一种运动形式都具有惯性。虽然均匀万有引力场可以对处于其中的所有物体进行的平动运动产生完全相同的速度变化，但它却不能对完整物体系统内已经保持着相对位置不改变的诸物体之间具有的静止惯性产生影响，同时也不能对物体进行的转动运动等不受均匀引力场影响的运动惯性产生作用。这样，人们就可以先利用空间相对位置保持不变的实物体来确定标有长度计量单位的空间参照坐标系统，再利用某些实物在空间进行的均匀转动等可以在空间单独呈现并处于惯性运动状态中的简单运动，来作为被观察物体相对于"第一参考基准"进行的相对运动过程的参考比较基准。
为了使人们进行的测量可靠，作为确定被观察物体在空间的相对瞬态位置的"标准空间参照系"，三个坐标轴向上的每一个长度计量单位均应保持统一恒定。由于这个要求正好与运动具有的"惯性"相一至，人们可以根据"运动叠加原理"把相对处于惯性运动状态的某个静止固体物规定选作为计量长度用的"标准单位长度"，也可以规定把某个能在空间任一方向上呈现为具有一定长度周期的首尾相接的惯性运动作为计量长度用的"标准单位长度"。实际上，人们已经在统一规定了"标准单位长度"后的条件下，同时把这些可作为长度计量用的实物和运动形式一道作为"标准单位长度"的基准传递器具与测量空间长度的计量工具。
对于具体实现"时间运动"实物，人们也可以有多种选择。譬如，人们在几千年前就已经把处于惯性状态中的地球自转运动选作为标准"时间运动"，只是由于这个"地球钟"太大，人们只能用它来规定时间的"标准单位间隔"。然后再用其它可搬运的小"钟"来传递标准时间间隔和作为测量时间的计量工具。现在人们又找到了重复稳定性更好的原子辐射振动来作为时间基准，而且由于用原子辐射振动运动做成的"原子钟"体积很小，因而比"地球钟"用起来更方便。需要明确的是：作为物体相对运动过程的参考比较基准的"标准运动"，在整个有效比较过程和与基准传递过程中都必须始终保持恒定可靠。故此，符合要求的"标准钟"应具有完全同步的特性。即：人们在同一地方把所有"标准钟"的零位时刻校对统一后，再把这些"标准钟"单独或几只放在空间任何一个位置处都应具有相同的"单位时间间隔"，而且无论每一个"标准钟"被分开单独拿到空间任何一个地方去，一旦当它们又重新在空间任何一个地方被放在一起时，"钟"上所显示的时刻都完全相同。自然，各种相对来看可独立呈现的惯性运动形式就成了实现这个要求的物质保证基础。这样，当人们说两个不重合地点同时发生什么现象时，均是以放在这两个地方保持完全同步的"标准钟"上显示的时刻相同来作出的判断。
当人们把确定被观察物体在空间的瞬态相对位置的空间参照系的坐标原点建立在完整物体系统的质心上，并且又采用处于惯性运动状态的运动形式来作为比较物体相对运动过程的参考运动时，由于恒定不变的"单位时间间隔"所对应标定的任意两个相邻时刻与实现"时间运动"的直线运动物质（例如光子运动）在空间对应所处的瞬态位置具有完全相等的长度距离，如果被观察物体在空间的相对瞬态位置所发生的"移动量"与作为相对运动过程比较基准用的标准"时间运动"所对应的时刻"变更量"保持为线性的常数比例关系，即表明该物体进行的直线运动与作为运动过程比较用的"参考运动"都属于运动状态保持相对或绝对恒定的惯性运动。人们只要引入一个换算比例系数，就可以直接用该物体进行的直线运动替换先前选定的"参考运动"而成为比较其它相对运动的"参考运动"。故此，人们可以用物体在空间的瞬态位置移动量（简称"位移"）与所对应的时刻变更量（简称"时间"）之比值（简称"速度"）来表示被观察物体处于何种相对运动状态中。"速度"不变，表明被观察物体进行的是状态恒定的惯性运动；而"速度"改变，则表明被观察物体相对处于状态正在变化着的非惯性运动状态中。
由于被认为是最简单的运动和被认为是最稳定的运动都不可能是完全理想的状况，人们实际建立的时间基准和长度基准自身都存在着重复性误差。笛卡尔坐标系和牛顿提出的绝对时间都是将现实理想化的理念。人们根据实验测量结果，对大量的测量数据进行平差处理，就得到了经验定律。之后进一步将其理想化，上升到某种公理体系，便得到了理论上的定律。既然时间乃是在大自然运动物体世界中，人为选择出来作为对物体运动过程进行对比分析的标准参照运动，脱离运动本身去找寻所谓的"时间物理量"，也就等于是在追寻哲学上所说的"自在之物"。
十、有待完善的牛顿力学
物理学是研究自然物质世界中的实际现象的学问，它最基本要求就是所作的理论分析必须能够进行直接或间接的实验检验。因此，我们在空间给定的参照系必须要有确定其实际存在的保证物体。如果我们在空间任意给定的参照系本身都没有保持其存在的前提条件，我们就不可能用力学实验来测定某个物体在这个虚构的参照系中真实受到的作用力是什么状况。
非但如此，如果在空间给定的参照系本身的运动状态还会随着被观察物体的运动状态改变而发生变化，我们也不能用力学实验准确地测定出相对于该参照系处于非静止状态中的运动物体在该参照系中的真实受力状况。为了保证力学实验能够准确地测定出相对于该参照系处于非静止状态中的运动物体在该参照系中的真实受力情况，就必须要求被观察物体的运动无论发生什么变化，给定参照系本身的运动状态都不应受其影响。研究证明，建立在物体系统质心上的参照系可以满足被观察物体的运动无论发生什么变化，给定参照系本身的运动状态都不会受其影响的要求。
现代量子物理学告诉人们，力是物体间进行的能量交换过程，它显然是与参照系无关的作用过程。为了区别起见，我们把物体间实际进行着的能量交换过程称为真实力，而把物体相对于某个系统质心参照系所测定的作用力称为示值力。由于能量守衡定律与参照系无关，反应物体间进行的能量交换过程特点的牛顿第三定律必然也是与参照系无关的一般力学定律。所以，人们可以按照独立作用原理通过实验的方式，先将两个物体间存在的真实力与两物体间的相对距离以及运动状态等相关的函数关系确定出来，然后再把它们作为已知条件来使用。然而每个物体在包括它在内的各个指定物体系统的质心参照系中可以表现出不同的示值受力，只有在给定的参照系属于惯性参照系之时，用实验测定的示值作用力才与系统内物体间实际进行着的相互作用力等同，我们也才可以用实验方式建立起真实力与物体间的相对距离以及运动状态之间的对应关系。
