绝对时空

绝对时空（英语：Absolute time and space）是牛顿的自然哲学的数学原理的一个概念。

起源

绝对时空这个概念源自于牛顿，牛顿认为绝对时空给予牛顿力学一个理论的基础^[1]，用以描述物体在空间中的运动。牛顿认为绝对空间和绝对时间是各自“独立”存在的物理量。

绝对时间（Absolute time）是不会随着任何外部的作用或观察者改变。相对时间（Relative time）则是会随着外部作用或观察者而改变，可以透过量测物体的运动的绝对时间差来决定。

根据上述的概念，可以发现绝对时间其实是不可测量的且感受不到的，牛顿认为绝对时间只能由数学的形式表达，而人类也只能透过物体的移动来观察时间的消逝。

举一个例子来说明，如果有一个人要测量100米短跑，那么我们可以自由的选择当此人在起点的时刻为0秒，但此时绝对时间为多少我们不得而知，然后以码表测量此人在通过终点经过的时间，便知道此人冲刺100米所需要的时间。此过程中，我们一概不知起始的和终止的绝对时间，我们只有测量绝对时间差。

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。

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^[2]，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。

时间和空间一直被认为是2个独立的物理量，直到狭义相对论被提出，狭义相对论赋予时空新的概念，其中相对同时的出现否定了绝对时间的存在，因为事件发生的时间跟观察者的速度还有事件发生的位置有关系。

广义相对论更进一步用测地线的概念建立时间和空间的关系。此时，时间和空间的关系变得更为具体。

牛顿绝对时空的概念，因为“绝对”的物理量本身不可测量，加上“相对”物理量，虽然随着观察者改变，但是不同观测结果之间存在直接的变换关系，而变得不必要。

牛顿的绝对时空观