时间空间为什么是绝对的。
1、时间和空间的绝对性
时间和空间的绝对性是指它的客观性和普遍性.时间和空间作为运动着的物质的存在形式,是不依赖于人的意识而存在的；任何物质都存在于时间和空间之中,无一例外.这就表明,时间和空间的存在是无条件的,绝对的.物质及其运动的绝对性决定了时间和空间的绝对性.
2、时间和空间的相对性
时间和空间的相对性是指时间和空间的具体特性的条件性和可变性.这主要表现在两个方面：
首先,时间和空间的具体特性随着物质形态的不同而不同.其次,时间和空间具体特性随物质运动速度的变化而变化
★批判唯心主义时空观和形而上学时空观.它们都认为时间和空间可以脱离运动着的物质而存在：
▲唯心主义时空观（相对主义时空观）认为,时间和空间是精神的产物、意识的表现.如主观唯心主义哲学家康德说,时间和空间是人们头脑中固有的“先天形式”.人们利用这种先天形式去感知事物,使事物具有时间和空间.因此,他提出一个著名的格言：“人为自然界立法”.（评论：这个论断在认识论领域所造成的震撼就如哥白尼在天文学领域造成的革命一样大.唯物主义哲学家都主张认识应该与认识对象相一致,但康德反其道而行之,提出认识对象与认识相一致,从而在认识论上造成了一场“哥白尼革命”.）
▲形而上学时空观认为,时间和空间可以独立存在,与物质及其运动无关.牛顿（dun）是这种观点的典型代表.他提出了不依赖于物质及其运动的“绝对时间”和“绝对空间”概念.牛顿说：
“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着”；
“绝对的空间,就其本性而言,是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的”
[create_time]2022-11-10 14:20:13[/create_time]2022-10-25 02:36:11[finished_time]1[reply_count]0[alue_good]Zokari[uname]https://himg.bdimg.com/sys/portrait/item/wise.1.a74b24fc.vdrOM0J5U-aVKJGofXu97g.jpg?time=3909&tieba_portrait_time=3909[avatar]带你开开心心过每一天[slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]70[view_count]
时间和空间的绝对性是指
时间和空间的绝对性是指它们是客观存在的、独立于观察者的量。这意味着，时间和空间是普遍的、不变的存在，不受任何个人或主观感受的影响。绝对性的概念是基于牛顿力学的，即时间和空间是一个均匀的、绝对的框架，所有的物理现象和法则都适用于这个框架。然而，在相对论中，这种观点被质疑，因为相对论认为时间和空间是相互关联的、相对的概念，它们的度量和物理现象的表现形式与观察者的运动状态有关。这就意味着，相对论中的时间和空间是相对而言的，不存在绝对性，不同的观测者可能会得出不同的结果。
[create_time]2023-05-12 19:10:30[/create_time]2023-05-08 10:11:38[finished_time]1[reply_count]0[alue_good]帐号已注销[uname]https://himg.bdimg.com/sys/portrait/item/wise.1.31b34678.a9bdNFL9JE6r_tLxqCp8iQ.jpg?time=8868&tieba_portrait_time=8868[avatar]超过37用户采纳过TA的回答[slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]13[view_count]
绝对空间是否存在？
用长绳吊着一个水桶，将它旋转，直到把绳子扭紧，将水注入桶中，初始时水与桶都处于静止中，此时水面平静。然后松开桶，让它在绳子的拧力下反方向旋转。刚开始时水并没有跟着桶旋转，水面仍然保持平静。渐渐地，随着桶把运动传递给水，水也旋转起来，此时可以看到，水由于离心作用而沿桶壁上升，水面由平面变成凹面。旋转越快，桶壁上的水上升得越高。这时如果适当调整水桶的转速，让桶与水的转速相同，可以看到水面依然为凹面。 牛顿认为：桶和水都静止时，水与桶之间没有相对运动，水面是平的。而旋转起来后，当水与桶之间同样没有相对运动时，水面却是下凹的。两种情况下，水相对于桶都是静止的，可是水面的表现却大不相同，所以形成这个现象的原因不是水相对于周围物体的运动，而是水的绝对的、真正的圆周运动。 这是牛顿为了论证绝对空间的存在而提出的思想实验。简单地说，牛顿的观点是： 存在客观的绝对空间，这个绝对空间可以作为描述物体运动的最基本的参考系，物体相对于绝对空间的运动就是绝对运动，绝对运动不依赖于其它任何参考物而存在。 奥地利-捷克物理学家、心理学家和哲学家恩斯特·马赫（Ernst Mach，1838〜1916）不赞同牛顿的观点，他认为水的爬升是因为水相对于天体的运动。 在马赫看来，物体的运动不是相对于绝对空间，而是相对于别的物体而言的，相对于绝对空间的绝对运动是不存在的。离开了物体之间的相互关系说物体的运动是毫无意义的。 马赫批判了牛顿的绝对时空观，说：“牛顿的水桶实验中，水对桶壁的相对转动没有引起显著的离心力，是因为桶的质量太小，因此离心力主要是由水相对于地球和其他天体的转动而产生的。如果桶壁非常厚，比如达到好几公里，导致桶的质量非常大时，就不好说这个实验会是什么样的结果了......”（《爱因斯坦文集》第一卷，第88页。） 马赫认为： 所有的一切都是相对的，所有的质量，所有的速度，所有的力都是相对的。牛顿水桶中水的转动是相对于其它天体的运动，“水面沿桶壁的升高是离心力作用的结果，也可以看作相对惯性力作用的结果，而这个惯性力是无数遥远天体对水的引力的作用，所以惯性力本质上就是引力。” 马赫的思想对爱因斯坦产生了很深的影响，对爱因斯坦创立广义相对论起了一定的作用，爱因斯坦因此将马赫誉为相对论的先驱。 我向我家的中学生说起牛顿水桶实验，他的话给了我一些启发。 我说：“对于马赫和牛顿的不同观点，我们可以把实验移到一个假想的，真正空无一物的宇宙里来做，这个宇宙中除了水桶和水，没有任何其它物体，也没有马赫所说的天体。在这里看看水是如何表现的。” 中学生：“没有天体，也就没有地球，也就没有重力，那么无论怎么旋转，水面也不可能出现凹陷，这个实验也就做不成了。” “那就把水桶和水换成你，你手臂下垂，轻轻夹紧身体。你旋转时，按照牛顿的观点，你会感受到离心力将你的手臂向外拉扯。而按照马赫所说，空无一物的宇宙中没有天体的引力，也就不会形成离心力。” “你这个想法还是不能成立。因为空无一物，你怎么给自己推动力让自己从静止旋转起来？你脚蹬不到任何东西，手抓不到任何东西，所以你旋转不起来。” “......” 小朋友的话把我给噎住了。 要在空无一物的宇宙中做“牛顿水桶实验”，得设计一个替代水桶和水的装置，它可以不依赖于任何外界物体让自己从静止状态旋转起来。 考虑到没有外界力矩作用时装置总的角动量保持不变，因此这个旋转只能是装置的一部分相对另一部分旋转。我设计了下图装置： 这个装置分上下两部分，A和B，中间部位通过一个特殊的电机连接，A和B可围绕电机所在竖轴独立旋转。A和B的横杆上各穿着两个小铁球，铁球质量相等，可以在横杆上无摩擦滑动，每个铁球通过长度和倔强系数相同的弹簧与杠杆中间部位相连。A和B的结构完全相同。除了四个铁球，装置的其它部分质量可忽略不计。 电机内有电池驱动，所谓特殊，在于电机能在设定的时刻，在极短时间内产生极大的转矩，使A、B之间的相对角速度瞬间达到某个值，然后电机与A、B分离，A、B各自独立旋转。 下面我们来考察一下不同情况下装置中的离心力。 将装置放在地球上的某个水平平面上，装置下部中间位置加装一个底座，确保装置不倒并可自由转动。 初始时电机未通电，装置总角动量为0，各弹簧处于未拉伸未压缩的初始状态。 在 t 0 时刻电机接通电源，在电机的推动下，A、B发生相对旋转，相对角速度瞬间就达到 2ω 0 。由于A、B物理特性相同，由对称性可知，电机推动结束时刻，A、B各自的旋转角速度为ω 0 ，方向相反。 由于离心力，四个铁球将拉伸弹簧向横杆末端移动，直到弹簧拉力与离心力相等后不再移动，进入稳定状态，弹簧拉力持续存在。 稳定状态下，小球与横杆中心点的距离比初始时稍远，远离程度取决于角动量和弹簧倔强系数。由角动量守恒可知，此时A、B转动的角速度会低于 ω 0 。 可见，通过看弹簧是否被拉伸即可判断是否存在离心力，这与牛顿水桶实验的原理是相同的，但比牛顿的水桶更方便分析和计算。感兴趣的朋友可以看附录中我的计算。 不过，到目前还不能判断牛顿的绝对空间观点和马赫的相对天体观点谁对谁错。我们来进一步考察下面情况。 将装置放进一个我们假想的空无一物的宇宙。既然空无一物，也就没有重力，没有天体引力，不用担心装置倾倒，也就不用为装置加装底座。 此时分析装置运动的方法与我们所处的宇宙有什么不同呢？ 最大的不同在于：在我们所处的宇宙，可以用地球做参照物来分析每个小球的受力和运动状态；而在空无一物的宇宙里，找不到这样的参照物，能描述的只有A、B之间的相对转动，以及小球之间的相对运动。 初始时电机未通电，A、B之间没有相对运动，弹簧处于未拉伸未压缩的初始状态。 在 t 0 时刻电机接通电源，在电机的推动下，A、B发生相对旋转，相对角速度瞬间达到 2ω 0 。 按照马赫的观点：离心力是天体引力造成的，而这个宇宙中没有天体， 也没有相对天体的转动 ，不会产生离心力，弹簧应该保持初始状态，既没有拉伸也没有压缩。 假设B的某个小球上住着一位小人国的公民，他观察另外三个小球，会发现B的另一个小球在远处保持静止，而A的两个小球在互相垂直的两条路径上永无休止地反复靠近和远离他所生活的“星球”，运动形式符合简谐振动的特点。 显然，在这样的情况下，无论如何你都无法找到这样一个参考系：在这个参考系中，每个小球都保持静止或匀速直线运动。你也无法找到一个参考系让各小球在其所处的横杆的平行方向上速度变化率始终为0。详见附录。 这是什么意思？这就是说：无论如何选择参考系，一定有小球在其所位于的横杆的平行方向上发生速度的变化。 按照牛顿第二运动定律，要使物体速度发生变化，必须在速度变化方向上给物体施加力。横杆平行方向上的这个力来自哪里，只能来自弹簧。所以弹簧不可能保持初始状态，必然要被拉伸或压缩。 由这些分析可知：即使没有天体作用，离心力也是存在的。 有人也许会说：虽然没有天体，但对于A来说，有B对它产生引力，所以即使有离心力，也是A、B之间的引力和相对运动造成的。 但是，根据万有引力公式，B对A能产生多大引力呢？稍加计算可知引力非常小，相比离心力来说可以忽略不计。并且，即使不考虑大小，A、B之间的引力通过何种机制产生离心作用？无法解释。 那是不是由此可以认为马赫的观点是错误的呢？ 且慢，为了真正理解马赫，还要进行下面的分析。 前面的分析有两个问题没有解释： 这两个问题不回答清楚，前面的分析在逻辑上就存在漏洞。 我在前面的分析默认了质量是物体的固有属性，默认了在“空无一物”的宇宙中牛顿第二运动定理是有效的，而这两点是可疑的。 牛顿从来没有真正解释过质量的本质是什么。质量很可能不是物体的固有属性，而仅是某些事物相互作用的外在表现，牛顿定理只是描述这些外在表现的理论。在“空无一物”的宇宙中，如果这些相互作用不再发生，那么质量也就消失了，牛顿定理也就失效了，离心力也自然不复存在，即使存在旋转。 因此，也许分析牛顿的水桶实验的关键点不是水相对于谁旋转，而是水的质量是怎么产生的。 我们所在的这个现实世界，物体质量是存在的，牛顿定理是有效的。假如质量是物体与某种“东西”相互作用的外在表现，那么旋转也应该是物体相对这种“东西”的运动。 也许，这种“东西”正是牛顿所说的“绝对空间”，但这个“绝对空间”不是牛顿所认为的虚无空间，它与处在其中的万事万物无时无刻不在发生相互作用。正是这种相互作用使水获得了质量，使水“感受”到了力，决定了水的运动状态。 尽管我不知道这个“绝对空间”是什么，以及用“绝对”两个字来形容它是否合适，但我相信它的存在。从这点说，我认为牛顿是正确的。 不过，虽然马赫的“惯性力是无数遥远天体对水的引力的作用，所以惯性力本质上就是引力”的结论很草率，但他认为“所有的一切都是相对的，所有的质量，所有的速度，所有的力都是相对的”，这一点比牛顿的洞察更深入。 注：随着量子力学和微观粒子理论的发展，有理论认为，质量由某些基本粒子与一种假定的遍布于全宇宙的量子场——希格斯场之间的相互作用而产生。也许希格斯场就是牛顿所说的“绝对空间”，就是能替代“马赫的天体引力”的“东西”。 设初始铁球距离横杆中心 R 0 米，弹簧的倔强系数为 k。电机瞬时使A和B的相对角速度达到 2ω 0 。 在 t 0 时刻，在电机的推动下，A和B瞬时相对角速度达到 2ω 0 。由于A、B物理特性相同，由对称性可知，电机推动结束时刻，A、B各自的旋转角速度为ω 0 。 由于总的角动量为0，所以A和B的角动量大小相等，方向相反，设其大小为L。 四个铁球由于离心力将向横杆末端移动，铁球将拉伸弹簧，直到弹簧拉力与离心力相等后不再移动，进入稳定状态。 稳定状态下，小球运动的示意图如下： 图中使用的是以装置转轴为原点，相对地球静止的直角坐标系： 可以看出，各小球以相同大小的角速度旋转，加速度的方向始终与原点到小球位置的方向相反，这正是圆周运动的特点：加速度指向圆心，弹簧提供了所需向心力。 设此时，A、B之间的相对角速度为 2ω，弹簧拉伸 ∆x 米（显然小球旋转半径 r = R 0 + ∆x ），小球速度为 v （显然 ω = v/r），可列出下列等式： 由(1)到(4）式，可得： 结合 ω = v/r 和 r = R 0 + ∆x ，由(5)、(6)式可得求解 ∆x 和 ω 的方程组： 上面方程组可以转换为一元四次方程，可通过费拉里法求解。求解过程太过繁琐，此处略。 在 t 0 时刻电机接通电源，在电机的推动下，A、B发生相对旋转，瞬时相对角速度达到 2ω 0 。 A、B初始相对旋转角速度 2ω 0 ，表示A右边小球A 1 与B右边小球B 1 、A左边小球A 2 与B左边小球B 2 的相对速度为 2ω 0 R 0 。 设稳定后A、B之间的相对角速度为 2ω。 在这个坐标系下，B 1 、B 2 保持静止状态，A 1 、A 2 以 2ω 的角速度快速旋转。显然，在这个坐标系下，A 1 、A 2 的加速度比（一）中加速度要大（计算可知是4倍关系），方向还是顺着A 1 、A 2 所在的横杆指向圆心。 A 1 的运动状态见下图： 图中灰线是A 1 所在横杆，可以看出，在这个坐标系里，除A 1 到达最高点和最低点时，其它时间A 1 的加速度均与横杆不垂直，也就是说存在横杆方向上的加速度分量。 实际上，无论如何选择坐标系，都无法避免这种情况的发生。 原文链接 看完说点什么或点一下赞吧，您的反馈能给我帮助，谢谢！
[create_time]2022-06-18 20:36:04[/create_time]2022-07-02 16:30:13[finished_time]1[reply_count]0[alue_good]机器1718[uname]https://himg.bdimg.com/sys/portrait/item/wise.1.6a939a71.4689PU8u9VKV47veLOB_JA.jpg?time=738&tieba_portrait_time=738[avatar]TA获得超过5532个赞[slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]6[view_count]“绝对空间”的"绝对"是什么意思
经典力学总结了低速物体的运动规律，它反映了牛顿的绝对时空观。绝对时空观认为时间和空间是两个 相对时空观独立的观念，彼此之间没有联系，分别具有绝对性。然而现代科学证实，宇宙中根本不存在绝对静止的空间和物质，也不存在绝对流逝的时间。在爱因斯坦的相对论中，时间与空间都具有相对的意义，而且时间和空间是相互联系和相互制约的。同时性的相对性，是爱因斯坦论述相对论的一个重要依据。然而很多人并未彻底理解这个问题。
[create_time]2012-05-29 07:32:37[/create_time]2012-05-30 21:51:03[finished_time]1[reply_count]5[alue_good]匿名用户[uname]https://iknow-base.cdn.bcebos.com/yt/bdsp/icon/anonymous.png?x-bce-process=image/quality,q_80[avatar][slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]1209[view_count]
绝对空间是什么意思
绝对空间由牛顿提出。
牛顿在《原理》一书中这样的表述到“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而在均匀地、与任何其它外界事物无关的流逝着，相对的、表观的和通常的时间是……通过运动来进行的量度，我们通常就用诸如小时、月、年等这种量度以代替真正的时间”。“绝对的空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关永远是相同的和不动的。
自从牛顿建立了绝对空间和绝对时间概念，人们从常识中感到这个概念似乎是非常正确的。从牛顿建立的绝对时间和绝对空间的概念可以得出如下结论。
1、 绝对空间和绝对时间之间可以毫无关系的独立存在。
2、 绝对空间和绝对时间完全可以与外界事物没有关系的独立存在。
3、 物质的运动可以仅仅与时间有关，或仅仅与空间有关。如万有引力定律公式与时间没有关系。或与空间和时间都无关。
[create_time]2013-12-16 20:14:26[/create_time]2013-12-31 20:11:30[finished_time]2[reply_count]4[alue_good]qhx7406[uname]https://himg.bdimg.com/sys/portrait/item/wise.1.dcc8ce51.Q3D29csb4uPts_3LgcGy-A.jpg?time=3192&tieba_portrait_time=3192[avatar]醉心答题，欢迎关注[slogan]若无闲事挂心头，便是人间好时节！[intro]831[view_count]
绝对空间的问题
让我们先来假设，一个桶，装好水（差不多一半吧），这是状态A。这时候让桶以一定角速度转起来，此时，桶转水不转，为状态B。再过一段时间，桶水都转，水面下凹，为状态C。停止桶转，水还在转，水面还在下凹，为状态D。
A，C中，水相对于桶都静止，但一个水面是平的一个是凹的。B，D中，水相对于桶都转动，也是一个是平的一个是凹的。也就是说水面的形状与水和桶之间的相对转动无关，即：惯性离心力与水和桶之间的相对转动无关，那和什么有关系呢？牛顿认为，与绝对空间有关，相对于绝对空间的转动才是真转动，才会产生惯性离心力。推广开来，相对于绝对空间的加速才是真加速。通过这个实验，牛顿认为论证了绝对空间的存在。
[create_time]2013-12-11 15:30:57[/create_time]2013-12-25 15:26:00[finished_time]2[reply_count]12[alue_good]匿名用户[uname]https://iknow-base.cdn.bcebos.com/yt/bdsp/icon/anonymous.png?x-bce-process=image/quality,q_80[avatar][slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]1505[view_count]
牛顿为什么认为“时间”和“空间”是彼此独立的？
牛顿在经典力学中对时间的解释是：“时间就好像一条无头无尾的均匀连续流逝的长河，和物质运动无关，它是绝对的、无限的。绝对空间与绝对时间互不依赖，也不与物质和物质的运动相关。”而爱因斯坦在他创立的相对性原理和光速不变原理中，对时间有了新的认识，他认为时间与空间并不是互相孤立的，而是不可分割地联系着，空间与时间互相渗透、转化。与牛顿正好相反。苏联学者魏尼克曾经提出’一个全新的关于时间物质和时间场的假说，认为宇宙万物都属于时间物质，都具有时间的连续性。时间物质也像辐射、波一样，不停地放射着一种时间粒子，它能起信息载体的作用。再说空间，科学家们过去对空间有着各种各样的解释：牛顿的空间与物质是各自独立的、完全脱节的，它们只是互相贴附在一起，而不发生相互作用，因此牛顿的空间模型只适用于空间的某一局部而不适用于宏观整体；爱因斯坦的空间具有相对性，他的空间被划分为一系列相对孤立的系统，他考虑的空间是体积有限同时又没有边的奇异空间，大体上相当于正曲面所有的性质；现代数学家则把空间划分为三类，即零空间、正空间和负空间。人们所谓的平直空间即零空间。当然爱因斯坦还有一个著名的四维时空理论，在相对论中，他确认了时空的四维统一性。
[create_time]2019-10-26 15:32:30[/create_time]2019-11-08 00:00:00[finished_time]11[reply_count]8[alue_good]Toldyouso[uname]https://himg.bdimg.com/sys/portrait/item/wise.1.6e228f5f.6hiJRjzzvQ7TC07BgwOIjA.jpg?time=9891&tieba_portrait_time=9891[avatar]TA获得超过930个赞[slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]2759[view_count]绝对空间、求专家解释
绝对空间
绝对空间是由牛顿创立的稳衡体系——动者衡动,静者衡静.牛顿在《原理》一书中这样的表述到“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而在均匀地、与任何其它外界事物无关的流逝着，相对的、表观的和通常的时间是……通过运动来进行的量度，我们通常就用诸如小时、月、年等这种量度以代替真正的时间”。“绝对的空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关永远是相同的和不动的。相对空间是绝对空间的可动部分或者量度”。希望对你有所帮助理解！！！
[create_time]2020-01-31 02:00:21[/create_time]2020-02-06 09:45:30[finished_time]1[reply_count]3[alue_good]军让兴锦[uname]https://himg.bdimg.com/sys/portrait/item/wise.1.27d7f3d6.KXqJK78yT2xdTxxoHSthZA.jpg?time=10649&tieba_portrait_time=10649[avatar]TA获得超过3.6万个赞[slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]77[view_count]
牛顿水桶实验如何证明了绝对空间的存在?
牛顿力学是宏观问题而水分子则是微观粒子,这正如人们所认为的质量是守恒的,而在爱因斯坦质能方程E=mc^2可知在微观世界质量与能量的关系与光速有关.难道要说这违背了质量守恒?牛顿是宏观来讲,而不适用于微观世界,也正如质量守恒在宏观世界是大家所认可的,而真正的应该是质能守恒..水桶问题从微观粒子引入天体,太阳对地球有吸引里这是向心力,如果地球速度增大地球将会做离心运动,你可以取两只水桶一只平放桌面,另一只旋转,你会发现旋转的那一只水桶形成旋涡,这是水分子在做离心运动,而那只静止的时间久了内壁也会浸湿.这是因为在水分子内部也有做离心运动.
运动是绝对的,静止是相对的,两只水桶只是一个比方.
[create_time]2019-02-06 22:55:07[/create_time]2009-06-05 05:57:52[finished_time]1[reply_count]0[alue_good]愈盈何婕[uname]https://himg.bdimg.com/sys/portrait/item/wise.1.f2a3df10.CEF2vBDgNqfKpbTsIZ7njQ.jpg?time=10892&tieba_portrait_time=10892[avatar]TA获得超过1099个赞[slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]73[view_count]
等效原理如何解决牛顿“绝对空间”问题？
科学是永无止境的，它是一个永恒之谜。——爱因斯坦惯性系的定义需要一个绝对静止的坐标系作为参考？在深邃的虚空中，如果把一块石头扔进太空，它会一直保持匀速直线运动，这就是惯性，一种只有外力（如引力）才能打破的状态。但是惯性本身不是一种力，而是一个系统没有任何静力的状态。另一种说法是：在不需要任何外力的情况下，物体可以保持恒定的速度。否则，在保龄球比赛中，只要投球手一松开保龄球，球就会立即停止，想让球沿着球道移动并击中球瓶，投球手就需要不断地推动保龄球。但事实并非如此。正是当投球手移除了手给球施加的外力后，球才会沿着直线轨迹（除了自旋或摩擦的影响）匀速运动。我们常见的静止状态其实是惯性的另一种形式。但是，静止状态是相对的。你坐在你家的门廊上，看着一个骑自行车的人以恒定的速度飞驰而过，她可以想象自己是静止的，而你是在向后移动。只有环境让她意识到她才是那个移动的人，而不是坐在门廊上的你。当我们进行物理实验时，不希望某个系统受到外力的影响。这就是为什么一个稳定的地方，比如一个稳定的房间，或者一个稳定的实验室是理想的实验场所。但实验室的空间以恒定速度运动也是可以的，因为这种运动是相对的。我们称任何相对于静止状态匀速运动的物体为惯性系。根据牛顿第一运动定律，惯性系没有合力，因此处于平衡状态。现在你可能会想，静止状态的参考系在哪里？因为地球在转动，一个“固定”的实验室并不是静止的，而地球上所有的物体都在运动。为了简单起见，我们称它们为“静止状态”，但实际上它们受到了不平衡力的作用，导致其随地球表面旋转。那么，我们用来定义惯性系的真正的静止框架在哪里呢?牛顿也认识到了这个问题，所有的天体都在运动，那静止的东西在哪里？因此，他定义了一个被称为“绝对空间”的假想框架来衡量惯性系。经典牛顿物理学对绝对空间的需求可以通过一个简单的思想实验来理解。现在想象一下，你坐在旋转木马上，看着风景从身边经过。你对你的朋友大喊，你所在的游乐园正在围绕着你旋转。你的朋友站在地面上大声回答，其实是你在旋转。那么争论不下，那么你怎样解决这场争论呢？为了证明稳定的地面而不是旋转木马更合适作为惯性系的静止参考系，我们就需要将它们与一个绝对静止的度量进行匹配。牛顿将黄金标准视为绝对空间。伟大的奥地利哲学家恩斯特·马赫(Ernst Mach)曾经批评了牛顿的定义，认为它缺乏物理基础，无法进行测量。他宁愿相信某种来自恒星的未知影响导致了惯性，而且应该有一个不依赖于参考系的惯性定义。爱因斯坦的等效原理1907年，在提出狭义相对论两年后，爱因斯坦开始起草万有引力理论的雏形。狭义相对论认为信息以光速或更慢的速度传播，这一概念就使得牛顿的引力是连接两个质量“超远距离瞬时作用”的概念变得不够充分。如果太阳突然消失了，地球怎么会立即“知道”太阳消失了，并立即开始沿直线运行呢？相反，爱因斯坦意识到，引力必须有一个局部的解释，物理学家称之为“场”，它的传递速度也是有限的。电磁力是由电磁场传递的，那么，是什么构成了引力场?在思考引力本质的时候，爱因斯坦突然灵光乍现，后来他把这个发现称为“最快乐的想法”。假设一个工人在屋顶上失足掉了下来。当他自由落体时，他手中的一切东西（比如工具箱）都会跟着他一起下落。因此，在他来看，重力似乎不存在了。一个自由下落的电梯可以作为一个微型实验室。在其内部进行任何物理实验，都不会受到外力的影响。因为电梯里面的一切都将以同样的速度下降（假设没有空气阻力），所以电梯看起来就像是静止在一个空旷的空间里。一个人在游乐园跳水，做自由落体运动。当他跳水的同时放开一个小球。他和球的加速度是匹配的，因此互相看起来都是静止的，所以它们实际上是共享了一个静止的参考系。爱因斯坦认识到，他可以利用自由下落的电梯在局部重新定义惯性。每个电梯内部都将构成一个静止的惯性框架。在空间中选取任意一点，惯性状态将根据该位置的自由落体框架进行测量，而不是与假象的绝对空间进行比较。这样，爱因斯坦觉得他离实现马赫关于惯性更具体定义的梦想又近了一步。这个原来被称为“等效原理”。在自由下落的框架中，所有物体都以相同的速度加速，这一事实可以归结为宇宙的巧合：引力质量和惯性质量总是具有相同的值。事实证明，它们并不是不同的东西，而是质量所扮演的不同角色。它们之间的恒等式产生了一种数学上的抵消，确保了加速度与物体质量无关。例如：一颗撞向地球的小行星，它的引力质量决定了它感受到地球引力的强度。它的惯性质量决定了它在被导弹击中后会在多大程度上改变运动状态。在我们的宇宙中，迄今为止的所有实验都表明惯性质量和引力质量是相同的。这些实验中最著名的是由匈牙利物理学家罗兰·艾特沃斯在19世纪90年代到20世纪20年代期间使用一种叫做扭转天平的设备进行的测量。典型的扭转平衡实验是将两种不同质量的材料悬置在平衡木上，测量由于质量不平衡而产生的扭转量。扭转角度对惯性质量和引力质量值都非常敏感，实验证明没有一点点偏差。2016年启动的等效性原理的卫星试验，法国科学家发射了一颗卫星——“显微镜”（Microscope），通过测量两种不同组成和数量的质量加速度，更直接地检验等效原理。它将以大于10^-15的精度记录引力和惯性质量之间的任何差异。研究人员表示，任何违反爱因斯坦等效原理的情况均将开启新的物理学领域。爱因斯坦将等效原理作为广义相对论的核心概念，并于1915年底完成。广义相对论依靠微分几何，将每个自由下落的小块的坐标系统缝合成一个连续的时空结构。这种方法的美妙之处在于，传统的牛顿力学，经过狭义相对论的修正，可以应用于每一个局部的小块空间，提供了一种逐点定义运动定律的方法。
[create_time]2020-02-24 15:06:51[/create_time]2020-03-10 14:55:46[finished_time]6[reply_count]0[alue_good]李论科学[uname]https://pic.rmb.bdstatic.com/bjh/user/a7a1bf12cdff2a6724dc357ece20d9c9.jpeg[avatar]一粒心怀宇宙的尘埃！[slogan]一粒心怀宇宙的尘埃！[intro]39[view_count]
