真正的位置

这场关于绝对空间与相对空间的辩论贯穿着整个物理学史。概要地说，牛顿力学标志着绝对空间观的伟大胜利，而后，爱因斯坦通过相对论建立相对空间观，绝对空间观被彻底颠覆。我认为相对空间观是正确的，我希望读者也能认同这一点。但我希望读者同样能够了解为何像牛顿这般伟大的科学家会认同绝对空间观；当我们转而相信相对空间观时，我们究竟做了哪些取舍。

为了深入评判牛顿的思考过程，我们不应仅仅关注位置，我们还要考虑运动。让我们暂且把运动所涉及的时间问题放到一边。如果物体的位置是相对的，那么运动描述的是物体相对位置的改变。换句话说，运动描述的是物体相对于参照物的位置的改变。

我们日常生活中提到的所有运动都是相对运动。举例来说，伽利略研究了物体相对于地球表面的自由落体；扔出去的球逐渐离我远去；地球绕着太阳运动。

相对运动的一个结论是，人或物体的运动或静止总是取决于参照系。地球和太阳相互运动，但到底是地球在动，还是太阳在动？是太阳在绕着静止的地球运动，还是地球绕着静止的太阳运动？如果运动是相对的，那么以上问题就没有唯一正确的答案。

任何物体都可以是静止或者运动的，这使得解释运动的成因变得非常困难。如果某个理论能够解释地球绕着太阳转的原因，我们很难想象同样的理论又适用于地球静止的情形。如果运动是相对的，任何观测者自然可以认为，所有的运动都是相对它而定义的。为了打破这一僵局，进而研究运动的成因，牛顿提出，位置的绝对定义必然存在。对他而言，物体在空间中的绝对位置指的是物体相对于他所谓“绝对空间”的位置，物体的绝对运动或静止，都是关于绝对空间的运动或静止。牛顿声称，是地球在绝对运动，太阳并没有。

绝对空间假说赋予宇宙万物的空间位置以物理意义，终结了无穷无尽的问答，我们再也无须将一个物体的位置与其他物体相联系。这是一个轻松的做法，但它存在一些问题：绝对空间到底在哪里？我们如何测量一个物体的绝对位置？从来没有人看到或探测到绝对空间，也从来没有人做过绝对位置的测量。更进一步说，即使在绝对空间上建立了一些物理学公式，我们依然无法通过实验对其进行验证。

牛顿很清楚以上问题，但他不以为然。牛顿是一个深刻的宗教思想家，对他来说，绝对时空观有着神学意义。在神的眼中，世界处于绝对空间。牛顿对此十分认同，他还进一步强调：空间是神的感觉，事物之所以在空间中存在，是因为它们在神的思想中存在。

如果你同牛顿一样是个密码学大师，以上说法对你来说可能一点都不奇怪。牛顿倾注多年心力用以寻找《圣经》的隐藏含义；他同时是一个炼金术士，因为他希望借此寻求通向美德或者不朽的隐藏密码。作为物理学家，牛顿发现了宇宙中掌控一切运动的普适定律，这一定律之前一直被自然隐藏着。所以牛顿相信，空间的实质又一次被自然所隐藏，这一次，只有神能看清其本质。

此外，对于绝对空间，牛顿还提出了一些基于物理学的论证：尽管人类无法获悉绝对位置，却可以感知某些绝对运动。

尽管孩子们不能飞，但他们可以旋转，而且他们喜欢旋转。当孩子们发现旋转会让他们感觉有些头晕时，他们会欣喜若狂，会不停地转啊转。牛顿没有孩子，不妨让我们想象一下这样的场景。牛顿的小外甥女凯瑟琳在舅舅的书房内不停地转啊转，看到她高兴的表情，牛顿陷入了沉思。他把这个还在笑着抖着腿的小女孩抱到膝盖上，告诉她之所以会感到头晕，是因为她感知到了绝对空间，而绝对空间就是神。“为什么你会感觉到头晕？因为神的手碰到了你。”牛顿这样说道。随后他告诉小外甥女，她感到头晕的原因，并不是因为她相对于家具旋转，也不是因为她相对于房子或猫旋转，而是因为她相对于空间本身旋转。如果空间能够让她晕眩，那么空间一定是真实的。听着牛顿的解释，小女孩乐不可支。“为什么？”她一边嚷着一边跳到地上，开始追逐跑出书房的猫。

让我们把依然在思考引力和生死的牛顿放下不表，回到如何定义“运动”这个问题上。