图解时间简史

牛顿寻找的绝对空间

为了证明绝对空间的存在，牛顿开始了绝对空间的寻找之旅。顶着众人的反对意见，牛顿坚持用实验来验证自己的理论。

曾经有很多人都对牛顿提出的绝对空间的理论持有反对意见。他们认为，空间与物体是相互依存的，如果没有了物体，那么空间也就不存在——他们认为不存在牛顿所说的绝对空间。

答案是水桶

答案正是水桶。首先，准备好一只装了水的水桶。接着，用绳子绑住水桶的把手，然后将水桶吊在一棵树的树枝上。接着，使水桶旋转。由于离心力的作用，水面便会逐渐下降。

牛顿认为，这就是由于水桶相对于绝对空间旋转而引发的结果。

简而言之，物体一旦进行旋转运动或加速运动，就会出现和离心力一样的能见力；因为能见力是相对于绝对空间而进行运动的。

反对意见

针对以上的言论，反对牛顿的人士提出了以下的反对意见。水桶的旋转与否与绝对空间的存在并没有直接关联。暂且不提及水桶，就宇宙本身的旋转而言，也符合同样道理的。简单来说就是，运动也好、空间也好，都不具有相对的含义。广义相对论否定了绝对空间的存在，即使没有所谓的物质存在，时空也是依然存在的。所以说，两种说法都是错误的。

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马赫对牛顿“水桶实验”的批判 对牛顿的绝对空间的第一个建设性批评来自奥地利的物理学家和哲学家马赫。在马赫看来，牛顿水桶实验中水面下凹的现象并不能区分究竟是水相对绝对空间的转动，还是水相对于众星体的转动。因此，不能由此得出存在绝对空间的结论。相反的，把水面下凹的现象看作是水相对于众星体转动、被水桶内壁以外的物质吸引和带动造成的要更恰当。

和牛顿有关的水桶实验

牛顿的绝对时空观

牛顿在力学定律（包括惯性定律）里没有明确指明，所谓“静止”、“匀速直线运动”和“运动状态的改变”是对什么参考物体而言。为弥补自己理论中这一薄弱环节，他引入了一个客观标准——绝对空间，用以判断各物体是处于静止、匀速运动，还是加速运动状态，如水桶实验所表明的。

“水桶实验”

将一个盛水的桶挂在一条扭得很紧的绳子上，然后放手，如图所示：

牛顿的分析

在第一和第三阶段，水和桶都有相对运动，前者水是平的，后者水面凹下；在第二、第三阶段里，无论水和桶无相对运动，水面都是凹下的。

实验结论 桶和水的相对运动不是水面凹下的原因，根本原因是水在空间里绝对运动的加速度。