37 牛顿的水桶实验
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牛顿水桶实验是艾萨克·牛顿在 1689 年描述的经典物理实验，通过观察旋转水面的形状论证绝对空间概念 。该实验后被马赫及爱因斯坦重新诠释，成为经典力学与相对论时空观的重要讨论案例，其原理也被应用于液体镜面望远镜的建造 。实验过程显示：用软绳吊起的装了半桶水的水桶与桶静止时水面平坦；当水桶开始旋转而水未动时水面仍平；随着桶壁摩擦力带动液体转动，各液层角速度趋于一致后水面形成凹陷抛物面 。牛顿认为凹陷证明水存在绝对运动而非相对运动，以此支持绝对空间观点 。马赫指出凹陷源于水与宇宙星辰的相对运动，其引力相互作用导致液面形变 。爱因斯坦广义相对论提出拖曳效应，1966 年 Brill 和 Cohen 证明旋转空球壳可诱导足够向心力使水面凹陷，为现象提供相对论解释 。为验证相关理论，1976 年和 2004 年分别发射了引力探测器 A 和 B，其陀螺仪转动轴的偏转结果间接支持了马赫的观点 。