惯性定理的产生过程
伽利略在观察和分析大量物体运动的基础上，重点研究了物体在斜面上的运动。他注意到，当一个物体沿着斜面向下移动时，它的速度不断增加，当它沿着斜面向上移动时，它的速度不断减小。伽利略根据这一事实讨论到，在不倾斜的水平面上，物体的运动应该既不加速也不减速，也就是说，速度应该是恒定的。当然，伽利略知道这种水平运动的速度实际上不是恒定的，而是逐渐减小的，因为物体受到摩擦力的阻碍。摩擦力越小，物体以近乎恒定的速度运动所需的时间就越长。在没有摩擦力的理想情况下，物体会继续匀速运动。伽利略的理想化运动是科学的抽象，更深刻地反映了事物的本质。
现在可以用现代实验设备近似证明惯性定律:把一个物体放在导轨上，在物体和导轨之间形成一个空气层。就像气垫船的原理一样，物体沿着导轨运动，摩擦力可以减小到很小的程度。这时，如果你推动物体，物体的运动将非常接近匀速直线运动。当然，惯性定律的正确性主要在于其结论与实验结果一致。伽利略的观点后来被牛顿总结为运动第一定律，所以牛顿第一定律就是伽利略最先发现的惯性定律。
300多年前，伽利略通过对实验研究的分析认识到，运动物体受到的阻力越小，速度下降越慢，运动时间越长。他进一步推论，在理想的情况下，如果接触面绝对光滑，物体的阻力为零，那么它的速度不会减慢，会匀速运动。
法国科学家勒内·笛卡尔(1596-1650)进一步补充了伽利略的结论，指出如果运动的物体不受任何力的作用，不仅速度不变，而且运动的方向也不变。
后来，英国科学家艾萨克·牛顿总结了伽利略等人的研究成果，从而总结出一条重要的科学规律:
所有物体在不受力的情况下，总是处于静止或匀速直线运动状态。
除非受到净力的作用，否则静止或匀速运动的物体将保持静止或匀速运动。[/i]
(注:当没有力作用在所有物体上时，有两种情况:一种是物体真的没有受力(这是理想情况)，另一种是物体受到平衡的力(这是现实生活中可以看到的情况))
这就是著名的牛顿第一定律。
同样，这个定律也说明了一切物体都具有保持静止或匀速直线运动的性质，我们把物体的这种性质叫做惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。
1.牛顿第一运动定律定义为:如果一个物体处于静止或匀速直线运动状态，只要没有外力作用，该物体将始终保持静止或匀速直线运动状态。这个定律也被称为惯性定律。
第二，这个定律的不完善之处在于1)没有定义什么是静止，什么是匀速直线运动。2)两者没有本质区别。但是要平等对待两者。然而，事实上，静止和运动确实是两种明显不同的物体存在形式。3)这个定义只是对现象的描述性定义，没有解释这种现象的机制(即惯性)。4)惯性不是量子化的。
第三，质量场是以物质的质量为场源，围绕质量形成的球形场。和质量一样，是物质的自然属性[1]。平面上的质量场密度是物体总质量与质量场层总面积的比值。质量场密度的单位是千克每平方米(kg/m2)。公式为:d = m/a .其中d为质量场密度，m为物体的总质量，a为需要计算质量场密度的质量场层的总面积。因为a是球面面积，所以质量场密度的公式可以写成:D=M/4pr2。所有的运动形式都可以通过质量场和质心的对称性反映出来[2]。
第四，利用质量场修改、补充和完善牛顿第一运动定律。
1)静止和匀速直线运动的定义。
A.静态:宇宙中的物体有一个绝对静止的状态。当质量体的质量场与其质心对称时，质量体的状态是绝对静态的(见参考文献阅读[2]中的图)。绝对静止与质量和其他参照物之间的相对运动状态无关。
B.匀速直线运动:当绝对静止的质量体受到外力时，质量体的质量场在运动方向的轴上相对于其质心将是不对称的(见参考文献阅读[2]中的图)。当外力消失，没有其他净力时，这种质量场与质心的不对称将永远存在。这种状态以运动的形式表现为匀速直线运动。
2)静止和匀速直线运动的本质是不同的。
从上面的定义，我们已经可以知道，静态和匀速直线运动的本质区别在于质量场和质心的对称和不对称。静止时对称，匀速直线运动时不对称。匀速直线运动的原因一定是由于外力的作用，质量场一直对质心不对称。外力消失后，外力的结果(即质量场对质心的不对称)仍保持在物体的运动状态。同时，由于质量场对质心的不对称性，能量也保持在相应的运动状态。但是，在静止的物体中没有这样的能量，因为质量场和质心之间不存在不对称性。因此，静态和匀速直线运动有着本质的区别。物体运动时质量场的密度会发生变化，所以改变运动物体的运动状态比改变静止物体的运动状态更困难。而在低速运动状态下，用近似方法可以忽略质量场密度变化的影响。也就是说，静止的物体可以通过增加质量来增加惯性，而运动的物体也可以通过增加速度来增加方向惯性。
3)惯性现象的机制。
惯性实际上是物体在质量场和质心之间保持原有相对状态的能力。原本是一个静态物体，其质量场对质心保持球对称；运动中的物体的质量场保持原来对质心的不对称性。这就是惯性。如果要改变质量场及其质心的状态，就必须给物体一个外力，否则物体会保持原来的状态。我们知道，物体质量越大，改变其运动状态就越困难。同样，物体速度越快，改变其运动状态就越困难。他们之间有相似之处。物体质量越大，其质量场密度越大，因此改变其与质心的对称性就越困难。同样，物体的速度越快，质量场与质心在运动方向上的不对称性越大，导致质量场密度在运动方向上的增加越大，因此改变其与质心在这个方向上的对称性就越困难。因此，静止和运动物体的惯性机制是相似的。所以惯性定律应该修改为:任何物体在任何运动状态下，都有保持质量场和质心不变的原始状态的能力。这种能力使得一个原本静止或匀速直线运动的物体，只要没有外力，这个物体就会一直保持静止或匀速直线运动。这种能力的大小是由物体的质量和质量场密度决定的。
4)量化静态惯性
从惯性的机理可知，惯性与两个因素有关，一个是质量m，一个是质量场密度d，两者都与惯性成正比。因此，静止时的静态惯性可由以下公式表示:
Ii=GmMD (1)
其中I是物体的静态惯性，Gm是质量场常数，m是物体的质量。质量场常数也是一个新的引力常数[3]，其值为GM = 8.387 x 10-10 m3/S2。
量化一个概念的过程，就是用数学语言表达的过程。为了满足数学运算的要求，我们必须首先对物体进行粒子化。用一个数学点来表示物体的质量和位置。同时要规范条件。所以在惯性的量化过程中，首先要规定一个统一的质量场密度计算标准，统一规定距离为1个单位。因为这里用的是千克米秒制，所以距离R定义为1米。这样，质量场密度为:
D=M/A=M/4pr2=M/4p (2)
将公式(2)代入公式(1)即可得到。
I = GmMM/4p =(Gm/4p)x M2 = 6.67 x 10-11x M2(3)
也就是说，质量为m的物体的静态惯性I为:I = 6.67 x 10-11x m2(牛顿)。惯性的单位和力一样，也是用牛顿(mkg/s2)来表示。
惯性虽然不是力，但在改变物体的运动形式时必须克服，而力是用来克服惯性的，所以惯性可以用力的单位来表示。就像重力不是力一样，必须用力的单位来表示。
计算静态惯量两例。
例1:质量为1 kg的物体的静态惯性为:
I = 6.67 x 10-11x m2 = 6.67 x 10-112 = 6.67 x 10-165438。
例2:地球质量为:5.97 x 1024 kg。所以，地球的静态惯性是:
I = 6.67 x 10-11x m2 = 6.67 x 10-1x(5.97 x 1024)2 = 2.38 x 1039牛顿。
匀速直线运动的物体的惯性不仅与其质量有关，还与其速度有关。动惯量的计算方法比较复杂，所以暂时留作以后的研究课题。
第五，修正惯性定律的实用价值
静态惯性的增长是物体质量的平方关系。所以质量越大，物体的惯性越大。从地球的静惯性与其质量的比例关系来看，其静惯性要大得多。这说明利用比地球质量大得多的力来改变地球的运动状态是可能的。也许正是这个原因，巨大天体的运行寿命比小卫星长得多。
物体静止或运动时质量不变，但惯性随物体质量或运动速度而变化。这就解释了为什么牛顿定律不适用于质量大、速度高的物体。同时也说明相对论中“运动能增加物体质量”的结论是对运动能增加物体惯性这一现象的误解。物体的质量永远不会变。惯性可以改变是因为惯性是维持质量场和质心相对关系的能力，运动速度和质量的增加也会导致质量场密度的改变，所以可以导致物体惯性的增加。从质量场和质心的关系来看，某种意义上，增加运动就相当于增加质量。也就是说，大质量可以产生高速效果，高速也可以产生大质量效果。
注:p为圆周率。