一直以来，喜欢物理的老郭跟各位小伙伴们一样，也是经历了从中学到大学的学习，也自行看过很多的物理方面的书籍和论文，但是关于惯性系这个最基本的物理概念，却是说法很多，并没有严格的统一。这里，我就尝试着，就惯性系这个话题跟大家进行一下探讨。同时也是为了回应我上一篇关于惯性的文章中，一个网友在评论区中的要求，希望能谈一下这个问题。我也希望那位留言网友能够看到这篇文章。
图1 惯性的效果示意图
一、对于惯性系认识的混乱我们从中学到大学的物理课上一直都在谈惯性系。然而，随着学习的增加，你不问我，我很明白，你一问我，我却茫然。这是因为不同教材中关于惯性系的表述并不是统一的，你让我拿出一个明确的概念出来，确实是不能一下子说明白。我总结了一下，主要有下面几种说法：
1、惯性定律定义的参照系，即不受任何外力、保持静止或匀速直线运动的参照系。
2、牛顿运动定律在其中有效的参考系，称惯性坐标系，简称惯性系。
3、当粒子所受到的合外力为零时，粒子将保持静止或者做匀速直线运动，这样的参考系称为惯性系。
图2 合外力为零的物体状态
4、大学物理中给出的惯性系的定义：惯性定律成立的参考系为惯性参考系，简称惯性系。
5、在动力学当中，应用牛顿运动定律时，我们都需要先建立参照系。参照系可以任意选择，视研究的方便而定。但在应用牛顿运动定律时，需要特别注意参照系的选取，因为牛顿定律不是对任意参照系都成立。
从上面的分析我们可以看出，对于惯性系的定义没有一个统一的说法。这么多说法提出来，必然造成人的认识的混乱，导致概念不清晰、理解不透彻。
图3 伽利略第一个描述了惯性系
二、为什么一定要定义惯性系在物理学的研究中，总是从最理想的情况建立模型，再推广到复杂情况。这样，我们就能在这个模型中，使用数学工具，对运动和力进行描述和定量分析。如果存在着一个惯性系，这意味着这个坐标系与外界无相互作用，只有自己的惯性运动，是最简单、最理想的坐标系。只有在这个坐标系下，伽利略变换才适用，牛顿三定律才成立。而在非惯性系下就要对牛顿三定律做修改，加入一些惯性力等。后来狭义相对论的核心——洛伦兹变换，也必须在惯性系下成立，也就是说狭义相对论只适用于惯性系。非惯性系就要考虑坐标系的自身加速度，那么必须用广义相对论了。
