自1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》这部巨著以来,牛顿力学

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自1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》这部巨著以来，牛顿力学已经统治了物理学界、甚至整个科学界近两个世纪。这个时代的物理学家，都是根据牛顿在这部书中提出的规范去认识自然界中的一切力学现象、去进一步解决他们新遇到的各种具体的力学难题的。牛顿的绝对时空观，也随着牛顿经典力学体系在近找时兴了近200年。这种情况一直延续到19世纪下半叶。第一个对牛顿力学从理论上和时空观上提出置疑、进行有分量的批判的人是奥地利物理学家和哲学家马赫（1838-1916）。他在1833年出版的《力学及其发展的历史批判概论》一书中对牛顿力学的批判引起了物理学界对经典牛顿力学的科学、历史和哲学的基础进行了热烈的讨论，为物理学从经典的牛顿规范了展为尔后的爱因斯坦规范奠定了一定的基础。
马赫在《力学及其发展的历史批判相概论》这本书中对牛顿力学理论的批判涉及到基本概念、基本定律的表述，和绝对时空观的基本假定。下面，我们主要对后者作一些介绍。
关于牛顿的"绝对时间"假定，首先，马赫认为，在牛顿关于绝对时间的表述中，时间是某种独立的东西，这实际上是人们对时间的一种"错觉"的表述。"当我们说有一事物A随时间而变化，那么这只是说事物A的状态同另一事物B的状态有关。 那么它的振动就是在时间上进行的。由于我们在观察摆时不必去考虑它同地球位置的相依关系，而可以把它同任何别的物体（当然，其状态也取决于地球的位置）作比较，所以很容易产生一种错觉，认为与之比较的所有的事物都是无关紧要的。我们甚至可以在留心摆的运动的时候，把其他外界事物都忽略掉；我们还可以发现，对于它的每一个位置，我们的想法和感觉都不一样。因此，时间好像是某种特殊的独立的东西，摆的位置取决于时间的进程，而我们用来作比较的、任意选用的东西，好像只起完全次要的作用。" 其次，马赫认为，在牛顿的绝对时间的观念中，绝对时间在本体论上是先于物体运动的，而且事物的运动和变化要靠这种绝对时间来度量，这"完全是超出了我们的能力。完全相反，时间是一种抽象，我们借助于事物的变化才达到这促抽象。"
再次，马赫还认为，"世界上所有的东西都是相互联系和相互依存的，在存在什么绝对的时间，凡时间都是与事物的运动变化相关的，一种与变

化无关的时间是没有什么正当理由的。这种绝对时间可以不与运动相比较而度量出来，因此，它既没有实用价值，也没有科学价值。并且没有人有理由说他对它有什么了解。它是一种无用的形而上学的概念。"实际上，"从心理学、历史和语言科学（借助于年代区分的方法）的观点不难证明，我们是在事物的相互独立中，并且通过事物的相互依赖而得到我们的时间概念的。在这些概念中，最基本、最普遍的事物的联系被描绘出来。"
关于牛顿的"绝对空间"和"绝对运动"假定，马赫认为，一切运动都是相对的，同绝对空间联系的惯性系、惯性质量、惯性力等，本身也是相对的。他指出："如果我们说，一个物体K只能由于另一物体K'的作用而改变它的方向和速度，那么当我们用以判断物体K的运动的其他物体A、B、C......都存在的时候，我们就根本得不到这样的认识。因此，我们实际上只认识到物体K同A、B、C......的一种关系。如果我们现在突然忽略A、B、C......而要谈论物体K在绝对空间中的行为，那么我们就要犯双重错误。首先，在A、B、C......不存在的情况下， 我们就不能知道物体K将怎样行动；其次，我们也就因而没有任何方法，可用
来判断物体K的行为，并用以验证我们的论断。这样的论断因而也就没有任何自然科学的意义。"因此在马赫看来，一个孤立物体的惯性是没有意义的，惯性必须归结为计诸物体之间的相互作用。
马赫还认为，一个物体被加速时所表现出来的惯性并不是由于加速度的绝对性，而是由于物体抗拒它相对于宇宙中其他物体产生加速度而引起的，因此惯性系是由宇宙中的质量分布决定的，一个物体的惯性质量由宇宙中所有其他物质的存在所决定，惯性力在本质上是一种引力。这种思想，后来被人称为"马赫原理"。马赫指出，"我们的确可以把所有物体的质量看作是彼此关联的，而加速度在这种诸物体质量之间的关联中起着重要的作用，这应该作为一个经验事实来接受。"
许多物理学家，特别是爱因斯坦，对马赫关于牛顿力学的批判给予了很高的评价。他指出："马赫已清楚地看出了古典力学的薄弱方面，而且离开提出广义相对论已经不远，而这一切是在几乎半个世纪之前的事情！""我同马赫之间并无特别重要的信函来往。可是，马赫的确通过他的著作对我的发展有相当大的影响。"事实上，马赫的研究工作为20世纪初相对论的诞生提供了认识论基础。


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