1676年,丹麦的天文学家欧尔・克里斯琴森・罗默第一次发明了,光以有限但非常高的速率观光的究竟。他察看到,木星的卫星不是以等时候间隔从木星背后出来,不像如果卫星以稳定速率环绕木星活动时,人们会预感的那样。本地球和木星都环绕着太阳公转时,它们之间的间隔在窜改着。罗默重视到,我们离木星越远则木星的月蚀呈现得越晚。他论证道,因为当我们分开更远时,光从木星卫星那边要花更长的时候才气达到我们这里。但是,他测得的木星到地球的间隔窜改不是非常精确,与现在的每秒186000英里的值比拟较,那么他所测的光速的数值为每秒140000英里。固然如此,罗默不但证了然光以有限速率行进,并且测量了阿谁速率,他的成绩是出色的――要晓得,这统统都是在牛顿颁发《数学道理》之前11年做出的。
这一思惟初次在牛顿于1687年出版的《数学道理》(即《天然哲学的数学道理》,下同――编者注)一书中明白地陈述出来,并被称为牛顿第必然律。牛顿第二定律给出物体在受力时产生的征象:物体在被加快或窜改其速率时,其窜改率与所受的外力成比例。(比方,如果力更加,则加快度也将更加。)物体的质量(或物质的量)越大,则加快度越小(以一样的力感化于具有两倍质量的物体时只产生一半的加快度)。小汽车可供应一个熟知的例子,发动机的功率越大,则加快度越大,但是小汽车越重,则对于一样的发动机,则加快度越小。除了他的活动定律,牛顿还发明了描述引力的定律:任何两个物体都相互吸引,其引力大小与每个物体的质量成比例。因而,如果此中一个物体(比方A)的质量更加,则两个物体之间的引力更加。这是你能预感获得的,因为新的物体A可当作两个具有本来质量的物体,每一个用本来的力来吸引物体B,以是A和B之间的总力更加。而如果,比如说,此中一个物体质量大到本来的2倍,另一物体大到3倍,则引力就大到6倍。现在人们能够看到,为何落体总以一样的速率降落:具有两倍重量的物体遭到将其向下拉的两倍的引力,但它的质量也大到两倍。遵循牛顿第二定律,这两个效应刚好相互抵消,以是在统统景象下加快度都是不异的。
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:
“我要如许驳斥它!”
相对论的一个划一不凡的推论是,它窜改了我们空间和时候的看法。在牛顿实际中,如果有一光脉冲从一处发到另一处,(因为时候是绝对的)分歧的观察者对这个路程所花的时候不会有贰言,但是(因为空间不是绝对的)他们在光行进的间隔上不会总获得分歧的定见。因为光速恰是它行进过的间隔除以破钞的时候,分歧的察看者就测量到分歧的光速。另一方面,在相对论中,统统的察看者必须在光以多快速率行进上获得分歧定见。但是,在光行进过量远的间隔上,他们仍然不能获得分歧定见。是以,现在他们对光要破钞多少时候上应当也不会获得分歧定见。(破钞的时候恰是用光速――对这一点统统的察看者都定见分歧――去除光行进过的间隔――对这一点他们定见不分歧。)换言之,相对论闭幕了绝对时候的看法!看来每个察看者都必然有他本身的时候测度,这是用他本身所照顾的钟记录的,而分歧察看者照顾的一样的钟的读数不需求分歧。