参照系与相对性原理
1．时空观与时空尺度的绝对性
现实空间、时间是互相独立并不同于物质形式的客观存在。空间均匀、连续、各向同性；时间均匀、连续、单向流逝。
用以度量空间的尺度和度量时间的时钟（如某种机械构造运行或某种原子行为的周期）具有时空不变性，亦即尺度和时钟具有时空普遍性或称时空绝对性。
2．物质运动的描述
广义运动指物质本身性质及其之间相对位置的任何改变。
狭义运动指物质之间相对空间位置的改变，这也是运动学所研究的运动。下文中，均指狭义运动。
我们无法描述质点在空间中的运动或相对于空间的运动（空间是无法直接作为参照物的），只能描述一物相对于另一物的运动，为此我们引入下述概念：
参照系：被选取作为描述其它物体相对运动的任一物体。
运动速度：沿用经典的速度概念，即在给定相对矢径位置平均速度的极限（包括数值、方向）。
3．空间的测量
我们通过理想实验使其具有严格的意义。
如图（一）所示，AO为双刻度测距尺，测距尺分别以A、O为起点标示刻度。不难证明，恒有
推论：物体间距离及其测量是绝对的，与所处时空及选取的参照物无关。
4．参照系与相对性原理
如图（二）所示，相对于地面以速度
匀速直线运动的车厢中，O为粒子发射源，以相对发射源的速度
向A发射一粒子，地球引力忽略不计。
以车厢为参照系，粒子运动的路径为OA，速度为
粒子对于发射源的运动距离为OA，速度为
；
以地面为参照系，粒子运动的路径为OA′，速度为
发射源运动的路径为OO′，速度为
粒子对于发射源的运动距离为O′A′= OA，速度为
由此两参照系对粒子运动描述对比看，粒子运动的路径、速度是不同的，但粒子对于发射源的运动距离、速度是相同的。
推而广之，两个作相对运动的物体O、A，对任意参照系M、N，虽然，
由以上分析，运动描述的相对性原理应是：对于任何参照系，描述给定物体间的运动规律（包括动力学规律和运动学规律）都是等价的（从本质物理意义上讲，它反映了运动的客观性或绝对性，因此，应更准确地称之为运动描述的绝对性原理）。
运动描述的相对性原理决不是说，对于任何参照系，描述给定物体对参照系的运动规律都是等价的；也不是说，两个运动物体间互为参照系描述对方的运动是等价的,因 为这样的比较是无意义的。通俗地讲，在火星上描述太阳与地球间的相对运动规律，与在土星上描述是一样的；但在火星上描述地球的运动与在土星上描述地球的运 动决非等价的；在太阳上描述地球的运动与在地球上描述太阳的运动相互比较是无意义的，只能以第三物为参照系才能判定日心说与地心说的区别；关于双生子悖论 问题，除了不存在时间对速度的变化，其比较也只能以第三物为参照系为基础。
根据以上相对性原理可知，物体间相对运动的动力学量本质上由相对运动物体所处系统内的场力和所受外力决定，当采用与产生场力的场源保持相对静止或匀速直线运动的参照系时，牛顿第二定律成立。
力 学的相对性原理（或称伽利略相对性原理）和伽利略变换描述的实际上是同一物体相对于不同参照系的运动之间的比较。当把物体对其中一个参照系的运动理解为作 物体间的相对运动时，根据运动描述的相对性原理，力学的相对性原理必然成立；根据空间叠加原理，伽利略变换必然成立。它们描述的是在参照系（但并不必是惯 性系）间互相保持匀速直线运动的情况下的特例。牛顿的惯性系概念是不准确的，惯性系应是针对具体力场的而非普遍适用的。
前述的相对性原理对速度的描述都必须以客观时间为基准。如果以参照点的观察结果来考察，就必须考虑光速有限性的影响。
狭义相对论的相对性原理（即一切彼此相对作匀速直线运动的惯性参照系，对于描写运动的一切规律来说都是等价的）不成立；运动学相对性原理不成立，位移、运动速度对彼此相对作匀速直线运动的不同参照系是截然不同的。
如果按照狭义相对论的相对性原理，认为车厢和地面对于粒子运动的描述
是相同的，又虚妄地认为 时刻从发射源O点发出的光在车箱中的OA路径和地面上的OA′路径有相同的速度 (所谓光速不变原理，OA′路径上的光速实际应为
),导出所谓的洛伦兹变换和与速度相关的相对论时空关系也就不足为奇了。故弄玄虚使用火车、闪电、光信号对钟、相对同时性等方法和概念，只是为了把概念搞混。
相对论所“卓有成效”解决的问题其实都是牵强附会。例如，质速关系
是不存在的，它是对实际存在的电场力
或电场力作功
关系的错误认识。
参照系又称“参考系”，“参照物”。为了确定物体的位置和描述物体的运动而被选作参考的物体或物体系。如果物体相对于参照系的位置在变化，则表明物体相对 于该参照系在运动；如果物体相对于参照系的位置不变，则表明物体相对于该参照系是静止的。同一物体相对于不同的参照系，运动状态可以不同。在运动学中，参 照系的选择可以是任意的。研究和描述物体运动，只有在选定参照系后才能进行。如何选择参照系，必须从具体情况来考虑。例如，一个星际火箭在刚发射时，主要 研究它相对于地面的运动，所以把地球选作参照物。但是，当火箭进入绕太阳运行的轨道时，为研究方便，便将太阳选作参照系。为研究物体在地面上的运动，选地 球作参照系最方便，例如，观察坐在飞机里的乘客，若以飞机为参照系来看，乘客是静止的；如以地面为参照系来看，乘客是在运动。因此，选择参照系是研究问题 的关键之一。