牛頓水桶實驗中的絕對時空觀

牛頓轉身在黑板上畫了一個大大的水桶的俯視圖，又在水桶的里面畫了一些水，要不是牛頓一邊畫一邊解釋這是什么，Tom＆Jerry都會以為牛頓在畫大餅。

牛頓說：“我們下面來做一個水桶實驗。Jerry你看到我畫的這個裝著半桶水的水桶了嗎？外面這一圈就是桶壁，里面都是水。

“現在Jerry你想象你的身體突然縮小了，縮得很小，然后我把你固定在水面附近的桶壁上，讓你可以很方便地看到水的狀態(tài)。注意了，我現在用一根繩子把水桶給吊起來，然后我把水桶這么用力一轉，于是水桶就轉起來了。Jerry，你在水桶里面感覺好嗎？”

Jerry說：“教授，感覺很不好，我的頭要暈了，我的眼睛在冒金星。”

牛頓說：“堅持住，孩子，集中精神，觀察水面?！?/p>

Jerry說：“放心吧，教授，我能堅持?！?/p>

牛頓說：“Tom，我已經跟你們講過我的第一運動定理，物體會保持自己的慣性。所以，水桶在剛剛開始旋轉起來的時候，整個水體因為要保持慣性，所以不會馬上跟著轉起來，水桶會轉得比水快很多，這一點不用懷疑。那么在水桶剛開始旋轉起來的時候，在Jerry眼里看來，水相對于他開始轉動起來了，我們現在向Jerry求證一下，看看是不是這樣。Jerry，快點告訴我你看到了什么？”

Jerry說：“教授，我聽到你跟Tom說的話了，正如你所說，我看到水轉動起來了?！?/p>

牛頓說：“很好，Jerry，我們都知道一個旋轉的物體會產生向外的離心力（準確地說是向心力），這個離心力表現到一個呈圓柱形的水體中，就會使得水面中心向下凹陷，這是我們在生活中經常觀察到的現象。Jerry，你看下水面發(fā)生了什么？”

Jerry說：“教授，我看到水面依然平靜如故，沒有往下凹陷，這可真奇怪了，我明明看到水在圍著我轉動啊？”

牛頓說：“Tom，看到了吧，在我們眼里，轉動剛開始的時候水面不凹陷非常正常，因為在我們眼里水由于慣性還沒轉起來嘛。換句話說，水相對于絕對空間尚處于靜止狀態(tài)?，F在我們稍等一下，因為水的黏著力，我們會看到最終水桶會帶動著水一起開始旋轉了，最后，水相對于桶壁上的Jerry來說，靜止了。Jerry，你現在看到了什么？”

Jerry說：“教授，我看到水越轉越慢，越轉越慢，現在已經不動了。哦天哪，太不可思議了，水面凹下去了，這真是我這輩子見過的最不可思議的景象，水面憑空就凹下去了，但是又沒有旋渦，就好像水面上面有一個無形的大鐵球把水給壓下去了一樣！”

牛頓說：“你看，在Jerry眼中的神奇景象，在我們眼里看來平常無奇，原因很簡單，此時的水相對于絕對空間開始旋轉起來了，這個旋轉的本質不因觀察者所取的參考系而改變。好了Jerry，我現在把你復原，你回來吧?！?/p>

Jerry擦著汗說：“這真是一次奇妙的經歷，教授！”

牛頓說：“讓我們再來回顧一下剛才那個水桶實驗，如果運動都是相對的，沒有一個絕對參考系的存在的話，那么Jerry應該看到水面是先凹后平，但是實際上Jerry和我們一樣都看到了水面是先平后凹的，這就是絕對空間存在的證明?！?/p>

牛頓得意地說完，看著Tom和Jerry，倆人還愣著呢，一時半會兒反應不過來。牛頓的水桶實驗雖然具備大智慧，但卻并不能讓所有人滿意，物理學界對這個實驗的質疑聲從來就沒有停過，但畢竟牛頓的光芒實在太耀眼了，其他人的聲音很難發(fā)得出聲響。