牛顿水桶实验

出处：按学科分类—自然科学总论 天津人民出版社《自然辩证法辞典》第91页（573字）

指牛顿为证明时空与物质运动割裂，存在着绝对运动的一次实验。

牛顿从经典力学及其实验中总结出了绝对时空观念，即把时间和空间看成是独立于物质运动之外的框架，这一观念也是经典力学的基础。为了证明绝对空间以及相对于绝对空间的绝对运动的存在，牛顿提出了着名的“水桶实验”：用一根长绳吊起一桶水，使水桶从静止开始旋转。

开始时，水桶壁与水有相对运动，桶壁旋转而水不运动，水面同静止时一样呈平面。当桶壁与水的相对运动最大时，水面仍呈平面；此后，继续旋转的桶壁把它的运动渐渐传递给水，桶壁与水的相对运动逐渐消失，水与桶壁一同旋转，并且水渐渐凹起，水面呈曲面。当桶渐渐停止旋转时，桶壁与水又出现了相对运动，水却仍然在旋转着，且水面仍呈曲面，随后才慢慢地停止下来。这样看来，水面的形状只是取决于水本身的运动状况，而与水同桶壁之间是否有相对运动无关。

由此牛顿认为，可以把水的凹形曲面的形成，作为表征和证明绝对运动的效应。由于经典力学取得了伟大成就，因而很少有人怀疑绝对时空观的正确性，只有马赫等人对它提出了异议。

马赫曾提出，不可能用绝对空间描述运动。他认为牛顿的“水桶实验”只说明水桶相对地球及其它天体间是否有转动，而并不能证明水桶相对于绝对空间是否有转动。马赫对绝对时空观的批判，在某种程度上为相对论的产生做了思想准备。