但是从牛顿定律能够推断,并不存在唯一的静止标准。人们能够讲,物体A静止而物体B以稳定的速率相对于物体A活动,或物体B静止而物体A活动,这两种讲法是等价的。比方,我们临时不睬睬地球的自转和它环绕太阳的公转,则能够讲地球是静止的,一辆有轨电车以每小时30英里的速率向东活动,或有轨电车是静止的,而地球以每小时30英里的速率向西活动。如果一小我在有轨电车上做活植物体的尝试,统统牛顿定律仍然都建立。比方,在有轨电车上打乒乓球,人们将会发明,正如在铁轨旁一张台桌上的球一样,乒乓球从命牛顿定律,以是没法得知究竟是火车还是地球在活动。
牛顿把伽利略的测量当作他的活动定律的根本。在伽利略的尝试中,当物体从斜坡上滚下时,它一向遭到稳定外力(它的重量)的感化,其效应是使它恒定地加快。
牛顿对不存在绝对位置或所谓绝对空间非常忧愁,因为这和他的绝对上帝的看法不分歧。究竟上,即便他的定律隐含着绝对空间的不存在,他也回绝接管。因为这个非理性的信奉,他遭到很多人的峻厉攻讦,此中最驰名的是贝克莱主教。他是一个信赖统统的物质实体、空间和时候都是虚妄的哲学家。当人们将贝克莱的观点奉告闻名的约翰逊博士时,他用脚指踢到一块大石头上,并大呼道:
我们现在关于物体活动的看法来自于伽利略和牛顿。
“我要如许驳斥它!”
贫乏静止的绝对标准意味着,人们不能肯定,在不应时候产生的两个事件是否产生在空间的不异位置上。比方,假定在有轨电车上我们的乒乓球直上直下地弹跳,在1秒钟前后两次撞到桌面上的同一处。在铁轨上的人来看,这两次弹跳仿佛产生在约莫相距13米的分歧的位置上,因为在这两回弹跳的时候间隔里,有轨电车已在铁轨上走了这么远。
亚里士多德和伽利略-牛顿看法的庞大不同在于,亚里士多德信赖一个优胜的静止状况,任何没有遭到外力和打击的物体都取这类状况。特别是他觉得地球是静止的。
这表白,力的真正效应老是窜改物体的速率,而不是像本来想像的那样,仅仅使之活动。同时,它还意味着,只要物体没有遭到外力,它就会以一样的速率保持直线活动。
亚里士多德的传统观点还觉得,人们依托纯粹思惟便能够找出统统制约宇宙的定律:不需求用观察去查验之。
这个被称为相对论的根基假定是,不管察看者以任何速率作自在活动,相对于他们而言,科学定律都应当是一样的。这对于牛顿的活动定律当然是对的,但是现在这个看法被扩大到包含麦克斯韦实际和光速:不管察看者活动多快,他们应测量到一样的光速。这简朴的看法有一些不凡的结论。能够最闻名者莫过于质量和能量的等价,这可用爱因斯坦闻名的方程E=mc2来表达(E是能量,m是质量,c是光速),以及没有任何东西能够行进得比光还快的定律。因为能量和质量的等价,物体因为它的活动具有的能量应当加到它的质量上去。换言之,要加快它将更加困难。这个效应只要当物体以靠近于光速的速率活动时才有实际的意义。比方,以10%光速活动的物体的质量只比本来增加了0.5%,而以90%光速活动的物体,其质质变得比普通质量的2倍还多。当一个物体靠近光速时,它的质量上升得越来越快,如许它需求越来越多的能量才气进一步加快上去。实际上它永久不成能达到光速,因为当时质量会变成无穷大,而按照质量能量等价道理,这就需求无穷大的能量才气做到。因为这个启事,相对论限定了物体活动的速率:任何普通的物体永久以低于光速的速率活动,只要光或其他没有内禀质量的波才气以光速活动。