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生活在今天的我们不难认知到，世界上一切的物质都是在不停的运动。自从古希腊哲学家芝诺提出“飞矢不动”悖论以来，两千多年的时间长河里，人们对“运动问题”的研究就从未停止。而要研究“运动问题”，就离不开对“空间”本质属性的探究。
今天阿怪就从牛顿的“水桶实验”谈起，和大家一起去追寻“空间”的本质问题。
今天仅讨论三维空间的相关问题，暂不考虑四维时空或更高维度的空间。
牛顿的绝对时空观
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。相对空间是绝对空间的某一可动部分或其度量，是通过它对其他物体的位置而为我们的感觉所指示出来的，并且通常是把他当做不动的空间的——牛顿《自然哲学之数学原理》 牛顿认为空间的存在是绝对的、一直静止的和永恒不变的，而我们通常能感受到的空间只是绝对空间的一部分——相对空间——它是可度量的。
为了证明自己的言论正确，牛顿提出了著名的“水桶实验”（思想实验）。
如上图，（1）号图中，水桶刚开始旋转，桶里的水还未被桶壁带动起来，于是水面处于平静状态；（2）号图中，随着水桶转动的时间增长，桶里的水就慢慢的跟着水桶同步转了起来，并且水面出现了一个凹陷；（3）号图中，水桶突然停止转动，而桶里的水由于惯性会继续转动一阵，并且水面的凹槽依然存在；（4）号图中，桶与水最终重归静止，水面又平静如初。 对于上述过程，牛顿解释道：（1）号图跟（3）号图水跟桶是相对运动的；（2）号图跟（4）号图水跟桶是相对静止的。尽管如此，它们各组的水平面却出现了不同的差异，这个实验足以证明，水平面的凹陷与否不取决于任何其他物体与水的相对运动，只决定于水是否相对于绝对空间在转动。
看完上述实验，大家有没有被牛顿说服呢？
最初看到这个实验的时候，阿怪其实是认可这个实验结果（因为，虽然是思想实验，但就该实验本身而言，其实就是我们现实生活中存在的实际现象，并违背任何规律）但是，阿怪总觉得牛顿的解释是有问题的，可是一时间也指不出问题的所在。
马赫对牛顿的批判
自从牛顿提出绝对空间的观点以来，两百多年的时间里，也有不少人对这个观点产生过怀疑和争议，但终究未能“击败”雄辩的牛顿。直到19世纪末，一名叫马赫的奥地利物理学家在其著作《力学史评》中正式对牛顿的力学理论提出了批判，其中就包括对“水桶实验”的纠正解释。
恩斯特·马赫 (Ernst Mach，1838—1916)
马赫直接指出：“牛顿旋转水桶的实验只是告诉我们，水对桶壁的相对转动并不引起显著的离心力，而这离心力是由水对地球的质量和其他天体的相对转动所产生的。如果桶壁愈来愈厚，愈来愈重，最后达到好几海里厚时，那时就没有人能说这实验会得出什么样的结果”
马赫认为牛顿对“水桶实验”的解释是牵强的、荒谬的。同时他也表示“绝对空间”的观点“既无实践价值，也无科学价值”。
至此，再结合我们当代人的知识和智慧，相信大多数人会跟阿怪一样，认为“绝对空间”是不存在的。而且，就算在当时，也有更多科学大家认同了马赫的观点，其中就包括爱因斯坦。
爱因斯坦的相对时空观
爱因斯坦青年时代就读过马赫的著作，并深以为然，他坚信“所有的运动都是相对的”，于是在相对性原理的指引下，爱因斯坦建立了“狭义相对论”。
正当大家惊异于爱因斯坦的理论时，爱因斯坦自觉“狭义相对论”有个致命的问题，那就是该理论只适用于惯性系，然而真正严格的惯性系在现实世界中却是不存在的！在经过近十年的思索后，爱因斯坦终于克服了“狭义相对论”中的问题，提出了适用于所有参考系的“广义相对论”，并在其中指出了“时空弯曲”的相对时空观。（关于相对论及时空弯曲的具体介绍大家可以去查看阿怪之前的文章，里面有详尽的解释。）
爱因斯坦表示，绝对空间不存在，空间会被置入空间中的质量物体“改变形状”，空间与质量物体之间存在互动关系。
时空告诉物质如何运动，物质告诉时空如何弯曲——惠勒站在巨人的肩上看“空间”
即使千百般事实已经告诉我们不存在绝对空间，同时爱因斯坦的“弯曲时空”理论也被一次次严谨的实验和自然现象所证实（其中就包括最近大家亲眼见到的黑洞照片），但是，阿怪依然对这样的事实感到不可想象。我想，其中主要问题就出在我们对“空间”的本质属性的理解上。
究竟什么是“空间”
以下是阿怪个人对空间的思考，欢迎大家共同分享自己对“空间”的不同认知。
首先，如果“宇宙大爆炸”理论是正确的话，那么阿怪认同在“大爆炸”之前空间是没有意义的，甚至我更是认为那时空间（包括时间）是不存在的。空间不存在自然是不好想象出具体的模样，但基本上也能抽象的去理解。
那么空间又如何“无中生有”的呢？
伴随着“第一批”物质的运动，空间就出现了！我认为空间是不能脱离物质单独存在的（即：不存在绝对空间），而同时，物质的存在或者说物质的运动也依赖于空间，在某种程度上来说，空间就是所有物质运动轨迹的集合。
想到这里，阿怪才觉得总算是真正认识了“空间”。如果这时你问我“真空”是否存在，我就会说：绝对的真空是不可能存在的，因为空间与物质是相互依存的，任何一方不可能孤立出现。这种关系就像阿怪之前介绍的信息与载体的关系一样，任何信息必须依靠载体才能得以表达，而任何载体必然携带某种信息，它们都不可能孤立出现。
阿怪今天的分享就到这里了，大家有什么想法欢迎评论留言。欢迎大家关注“阿怪看世界”，阿怪会持续推出原创科普文章，向大家分享认知世界的不同视角。
