什么是马赫原理

马赫是 奥地利的 物理学家和 哲学家，是第一个对 牛顿的 绝对空间和 绝对运动作批评的人。

牛顿认为存在着绝对空间和绝对运动，物体的 惯性是它自身的属性；如果撤掉了一个物体周围的所有其他物质，那么这个物体将由于它自身的惯性作惯性运动。

马赫的观点是，物体的运动不是 绝对空间中的绝对运动，而是相对于 宇宙中其他物质的 相对运动，因而不仅速度是相对的， 加速度也是相对的；在 非惯性系中物体所受的 惯性力不是“虚拟的”，而是一种 引力的表现，是宇宙中其他物质对该物体的总作用；物体的惯性不是物体自身的属性，而是宇宙中其他物质作用的结果。

马赫的精辟见解被 爱因斯坦取名为马赫原理。

对牛顿的批判

关于牛顿的“ 水桶实验”，马赫在1883年出版的 《力学史评》一书中写道： “牛顿的旋转水桶实验只是 告诉我们，水对于桶壁的相对旋转不引起显著的 离心力，而这离心力是由水对偿转让地球及其他天体质量的相对转动所产生的。如果桶壁愈来愈厚，愈来愈重，直到厚达几英里时，那就没有人能说这实验会得出什么样的结果。”“如果把水桶固定，让众恒星旋转，能够再次证明离心力会不会存在吗？”在马赫看来，根本不存在绝对空间和绝对运动，物体的运动是相对于宇宙中天体的运动；物体的惯性是宇宙中所有天体作用的结果，撤掉一个物体周围的所有其他物质，则无法去判断它作什么运动，因而它也就不再具有惯性。因此牛顿水桶实验中凹行为，并不能区分究竟是水相对绝对空间的转动，还是水相对于众星体的转动，因此也并不能由此得出存在绝对空间的结论，相反地，把水面下凹行为看成是由于水相对于众星体转动，即水桶内壁以外的所质量的吸引和带动所造成的，则要更自然些。马赫对于我们世界的这种非常独到的哲学见解，对牛顿的绝对空间作了深刻批判。

马赫说，根本不存在绝对空间和绝对运动，是对的；但他说，撤掉一个物体周围的所有其他物质，则无法去判断它作什么运动，则是错的。撤掉一个物体周围的所有其他物质，由于物体本身有多个部分，还可作相对运动。其实马赫没有弄懂：马赫空间=“无”+“有”。马赫为反对绝对空间而提出的解决办法，则是把“无”+ “有”的空间作为一件“东西”完全抛弃掉。马赫原理提供了凭直觉理解这些效应的方法，而 广义相对论的方法则是高度数学化的。

论证

马赫原理是不完备的。因为相对6阶“无”，“有”的层次更多，才能区分万事万物。世界上有多少科学家，就有多少“有”，他们之间是有空间间隔的。又例如， 牛顿的旋转 水桶实验，其中有水，有水桶、有地球，有制造或旋转水桶的人，还有还其他天体，也还有把地球和其他天体分开的真空，以及联系在一起的 引力子等，尽此，就有7个层次。把水桶和水与地球直接相连或放在飞机上，都受 地球引力的影响。但把水桶固定，即使地球旋转，牛顿水桶实验中的凹行为并不产生。地球和其他天体之间是有真空分开的，如果把水桶固定，让众恒星旋转，牛顿水桶实验中的凹行为不会比地球旋转更强。因为宏观物体自旋不同于微观量子自旋，微观量子自旋是“内禀”的运动，而宏观物体则不能。所以，即使如果桶壁愈来愈厚，愈来愈重，直到厚达几英里，但只要不成黑洞，水对于桶壁或这部分水对于那部分水，人工也能造成水的旋转。这里，马赫把地球和其他天体之间还有真空分开的空间，作为一件“东西”完全抛弃掉，马赫其实是抛弃了马赫空间，抛弃了马赫 引力，抛弃了马赫（引力）速度，抛弃了马赫 量子论，抛弃了马赫常数。而 爱因斯坦的相对论则是捡起了马赫（引力）速度，把它改换成了光速。爱因斯坦是把马赫常数要涉及的牛顿引力常数、 普朗克常数、光速常数,都捡起来了。因为马赫空间的起源膜一定会联系引力速度与光速，以及普朗克常数的。证明是：

A、马赫空间的静态起源

存在马赫空间是事实。马赫空间的起源开头，只需要把无(W)和有(Y)纳入玻尔的 互补原理和 海森堡的 不确定性原理；只能是无(W)和有(Y）的一个 量子点的起伏交替，且通过无(W)和有(Y）的一个 量子点的起伏交替的移动、重复、克隆、复制、变化、压缩、拉伸、折叠等等情况发展而来；即空间、时间、能量、无(W)和有(Y)都是 量子性的。以钱币的两面分别设为玻尔互补原理的无(W)和有(Y)，海森堡的不确定性原理是以抛钱币记认无(W)或有(Y) 的出现。以一个马赫量子点开头，它设为无(W)或有(Y)都一样。因为不确定性原理马上要用有(Y)或无(W)的膜来包围它。有(Y)或无(W)的膜因不确定性原理， 马上又要用无(W)或有(Y)的膜来包围。这种循环以致无穷，马赫空间球形就大起来了。但这种循环的用无(W)或有(Y)的膜覆盖，也需要速度。这种马赫（覆盖）速度也是不会超过光速生长的。以上静态情况中，把膜换成多个小球来包围也一样。

B、马赫空间的动态起源

上边马赫空间静态起源的要素是点与膜（平面），或球与膜（平面），但这还不完备。 微分几何或 拓扑学的几何空间要素是平面（点或膜）、球面和 环面。这里的环面专指类似的轮胎面，是与球面不同伦的，即环面能包容平面（点或膜）和球面，但平面（点或膜）和球面却不能包容环面。爱因斯坦的 广义相对论无法 适用空间的破裂，我们就把没破裂的整体设为有(Y)，设整体破裂的地方为无(W)，空间的破裂实际是指环面。即以球面设为有(Y)，以环面设为无(W)。仍以抛钱币记认无(W)或有(Y)的出现，作为动态起源的不确定性。现以一个马赫量子点开头，它设为无(W)或有(Y)都一样，但比马赫空间的静态起源复杂，因为以一个量子点球面开头，后遇无(W)要破裂成环面；如果再抛钱币是无(W)，环面膜就要再产生破裂，环面膜破裂会收缩成环圈，并且是环圈套着环圈，成为量子对。如果再连续是是无(W)，量子对会变成相应多的环圈套着环圈，即变成链圈线条，线运动还可成膜（平面）。如果环套量子对后抛钱币是有(Y)，即要以整体膜覆盖，马赫空间可以再成球面；即量子对被包围而消失，造成马赫空间的收缩。如果再连续是有(Y)，就是相应多的量子点球面。因此，这种动态马赫空间起源会充满着无数的量子对、 量子线、 量子膜、量子点，尽管马赫空间球形不能用连续速度来生长，但反之，量子对、量子线、量子膜被包围而消失，造成马赫空间的收缩却要速度，这正类似引力移动的速度。实际根据玻尔互补原理和整体作用的马赫原理，马赫空间的静态起源和马赫空间的动态起源是一齐进行的。空间的静态相当于类圈体，因为静态的空间也要破裂成环面；而空间的动态则相当于 转座子，无数的量子对、量子线、量子膜、量子点等转座子，就覆盖在类圈体似的静态空间，引力与量子论统一了。

C、联系牛顿、马赫、爱因斯坦和 霍金说明牛顿引力常数、光速常数普、朗克常数的起源

引力与量子论的统一，各个时代都有矛盾，但也都做到了尽可能作的贡献。例如牛顿的贡献在于创立了前科学的量子和引力论。他的光的微粒说，以及 牛顿力学中的质点论，就类似现代的量子论。牛顿创立的引力公式，也能和爱因斯坦的广义相对论的引力公式对比。同时牛顿还创立了微积分的数学，统一了前科学的引力与量子论。

马赫关于惯性的思想

马赫的贡献在于揭示了引力速度和光速的内禀性质。他关于惯性的思想萌发于贝克莱的著作中，大体可归结为：(i)空间本身并不是一件“东西”，它仅仅是从物质间距离关系的总体中得到的一种抽象。(ii)一个质点的惯性是该质点与宇宙中所有其它物质相互作用的结果(iii)局部的无加速度判据决定于宇宙中全部物质运动的某种平均值。(iv)力学的全部实质是所有物质的相对运动。马赫为广义相对论的定量研究提供了大量的推测，但马赫统一引力与量子论，一是没有留下定量数学公式的遗憾；二是他把整体与部分的相对绝对化。他不像威腾的M理论，威腾不用一个单独的整体，而是一个整理的网络观测，并且是一个数学模型描述，所有的部分在整体下都是等效的，并且具有意想不到多的对应关系，可以解释从无限小的粒子到无限大的宇宙的统一场。但M理论网络还不能解释生物场、认识场、经济场，现在统一超旋和三旋的膜理论的类圈体及转座子学说，却是一个超M理论，可以解释从无限小的粒子到无限大的宇宙的统一场、生物场、认识场、经济场。

M理论-膜理论-内部结构模型图