在科学的历史上，有很多问题都很困难，尤其是在物理学中，有一些基础的问题特别困难，其中一个困难就是：到底什么是惯性系？这个问题在牛顿力学的框架下是无解的，不过物理学家们最终找到了解决这个问题的方法——实验与测量。本文就与您讲述一下这个问题。
牛顿第一定律也常常被称为惯性定律，常见的完整表述：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。
从这个表述我们可以看到，惯性定律定义了一个参照系，即不受任何外力、保持静止或匀速直线运动的参照系，这个参照系被定义为惯性参照系，简称惯性系。
如果我们认真思考这个表述会发现其中的问题很大，最关键的是“不受任何外力”、“保持静止或匀速直线运动”这个前提条件，很显然在宇宙中不存在这样的物体。
只要有两个物体，那么这两个物体之间就一定存在着引力，就不符合“不受任何外力”这个前提条件。如果只有一个孤立的物体，如何判断其处于静止或者是正在保持着匀速直线运动呢？
正是由于这个原因，到了大学物理中，惯性系的定义被表述为：惯性定律成立的参考系为惯性系。其实不说还好，越说反而越发让人不懂了。
牛顿的观点我们可以从其发表的《自然哲学的数学原理》一书中找到答案。牛顿认为，所有的静止或匀速直线运动都是相对的，我们不可能通过速度来感知绝对空间的存在。
但是牛顿断言，转动是绝对的，或者说加速运动是绝对的！为此，他用那个著名的木桶实验来证明他的观点。
他认为，旋转水桶中水面形状由平变凹，是由于绝对空间做加速运动而受到惯性离心力作用的结果，水面变形正说明了绝对静止空间的存在。
牛顿的这种思想是将整个宇宙作为了一个大的背景，他把绝对空间作为惯性系存在。但这种整体上的惯性系不是真实的物理，只能作为一种理解问题的方式。
