高中生都学过的离心力与此实验有些关系，但到底是什么使水沿着桶壁升高呢？牛顿认为，它不是水相对于水桶的运动，因为当水转动最厉害时，水的表面变化最大，与水桶同步。当然，木桶和水相对于地球在转动，但这也不是答案，因为如果在太空中进行同样的实验，结果是一样的。

在牛顿看来，对水桶实验的唯一解释是，水相对于绝对空间在旋转。这也与惯性力有关，惯性力拒绝物体在运动速度和方向上的任何变化。当水桶和水转起来时，桶壁阻挡了水的直线运动，使其沿桶壁推升。

为什么物体本身具有惯性力？奥地利物理学家马赫相信，任何关于运动和惯性力的解释，包括水桶中水的运动，都与宇宙中其他的物质有关。在马赫看来，地球本身也是放大版的水桶：自数十亿年前太阳系形成后，地球就开始旋转，赤道也像旋转木桶中的水一样“突出来”。

 

 

转换维度资料图

 

如果地球停止自转，而它周围的行星和恒星围绕它转动，赤道还会突出来吗？

牛顿的回答是否定的：没有旋转，就没有突出。但是马赫认为答案取决于物体的惯性力从何而来。如果物体的惯性力是宇宙中众多物质产生的某种作用的结果，那么行星仍然会有突出，因为其他行星和恒星仍在它周围旋转。这便是马赫的相对理论：不止运动是相对的，惯性力也是物体和宇宙中其他物体之间的关系。如果马赫的观点是正确的，恒星和星系，或远或近，都在某种意义上塑造了地球的形状，以及水在牛顿水桶实验中的漏斗造型。但是马赫并没有说明那些遥远的恒星和星系如何发挥自己的作用，即使到了今天，答案仍然很不明朗。

 

 

给空间增加一个维度资料图

 

年轻的爱因斯坦可能是马赫最忠实的读者，他努力将这一观点命名为马赫原理，并将这一原理与他的引力理论——广义相对论——相结合。