绝对空间是由
牛顿创立的稳衡体系——动者衡动,静者衡静。“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。
绝对空间(Absolute space)是不会随任何外部的作用或观察者改变。相对空间(Relative space)则是会随外部作用或观察者而改变,它本身具有可以改变的
维度,通常我们会用物体的位置来直接描述。
举例来说,一个物体做
简谐运动,我们就可以分类成一维的简谐运动,二维的简谐运动,甚至更高维度的简谐运动。事实上无论物体是在进行多少维的简谐运动,都是在同一个绝对空间中发生,我们(观察者)只是选取足够的自由度去描述这个物体而已。
这些关于绝对时空的规范隐含绝对时空不会受到物体现象的影响,而是所有物理现象的发生时的背景。因此,所有物体都有一个对应于绝对时空的绝对状态,这样可以知道所有物体不是绝对的静止,就是具有绝对速度。牛顿提出经验上的例子来支持他的说法,2个球体中间用一条绳子连接并开始旋转,我们可以透过测量绳子的张力发现2个球体正在绕着他们的共同质心(绝对空间)旋转(绝对旋转)。
牛顿对空间的理解是:“绝对空间,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。”
牛顿从
绝对时空的假设进一步定义了“绝对运动”和“绝对静止”的概念,为了证明绝对运动的存在性,牛顿还在1689年构思了一个
理想实验,即著名的
水桶实验。
牛顿的
绝对时空观作为他理论体系的基础假设,却在其后的两百年间倍受质疑。特别是到了十九世纪末,
奥地利物理学家
恩斯特·马赫在他的《
力学史评》中对牛顿的绝对时空观做出了尖锐的批判。
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。
历史上,也有其他物理学家对于牛顿提出的绝对时空抱持不同意见。
莱布尼兹认为空间只有在有参考点的时候才有意义,时间只有在有物体运动的时候才有意义。
乔治·贝克莱猜测,在没有参考点的情况下,不能说一个球体在旋转,或是2个用绳子连接的球体相对它们的共同质心在旋转,至多说是其中一个球体相对另外一个球体旋转。
伽利略变换给出在不同惯性坐标系之间的变换关系,这代表绝对时空的说法其实是不必要,因为我们只需要选定一个惯性坐标系,便可知道在其他惯性坐标系的结果,而且没有一个惯性坐标系可以被独立出来。
另外,
恩斯特·马赫提出
马赫原理,当中的内容提到,在没有参考点的情况下,讨论物体的惯性是没有意义的,也再次说明绝对时空是不必要的概念。马赫原理随后在
爱因斯坦关于广义相对论的论文中被强调且命名。