相对论的诞生

　　摘 要：时空观是物理理论的基石，也是自然科学的基石，因为存在的一切都发生在一定的时间和空间之中。从亚里士多德、伽利略、牛顿到爱因斯坦，每一个伟大的物理学家都对时间和空间是什么做过回答，但这些答案还不是最终答案。本文分析了历史上存在的各种时空观，从笛卡尔的"物质空间"思想出发重新审视了时间和空间的关系，提出了一种新的时空观：物质空间时空观。并通过实验说明不同"物质空间"中时间是不同的，从而获得了绝对时空观、相对时空观和物质空间时空观之间的关系。

关键词：绝对时空观；相对时空观；物质空间时空观；虚空；物质空间

中图分类号：O412 文献标识码：A

1. 引言

　　时空观是物理理论的基石，也是自然科学的基石，因为存在的一切都发生在一定的时间和空间之中。从亚里士多德、伽利略、牛顿[1]到爱因斯坦[2]，每一个伟大的物理学家都对时间和空间是什么做过回答，但他们的答案还不是最终答案。以上四位伟人对时空的答案，有一个共同点，就是时间和空间只有一种，但以笛卡尔的"物质空间"思想[3,4,14]为基础的时空观中，时间和空间可分成两种，一种是"虚空"中的时间和空间，即"牛顿的绝对时间和空间"，另一种是"物质空间"中的时间和空间，即"爱因斯坦的相对时间和空间"，前一种时间和空间无关，后一种时间和空间相关，所以在"物质空间时空观"中可以很清楚地看到牛顿绝对时空观和爱因斯坦相对时空观之间的关系，下面我们对三种不同的时空观展开讨论。

2. 虚空和物质空间

牛顿在"原理"[1]中阐述的绝对空间是："绝对空间就其自身特性与一切外在事物无关，处处均匀，永不移动"。牛顿的绝对空间有如下几层含义，（1）绝对空间是真实感知空间的抽象；我们可以设想一个玻璃围成的正方体，假设这个玻璃正方体相对绝对空间静止，将玻璃正方体中的所有物质抽去（包括引力场），并让玻璃壁变得无限薄，并最终消失，这样得到的玻璃正方体围成的空间，就是绝对空间。绝对空间与任何外在事物无关，永远静止；（2）物体相对于绝对空间的运动为绝对运动，牛顿认为绝对运动可用旋转水桶中水面是平面和