§5-1 绝对时空观的困境
绝对时空观符合很早以前人们的朴素观察，大地静止，山峰永恒不动，太阳每天照常升起。“天不变，道亦不变”，人们以为存在着绝对不变的空间和时间，天地万物会按照不变的规律，稳定永恒地运行下去。但是随着科技的发展，人类观察能力的提高，人们发现地球在转动，山脉在变迁，珠穆朗玛峰每天都在增高，地球的自转速度每天也在变化。人们生活在无尽的运动变化之中。
牛顿尝试通过某一绝对不动的物体作为参考来理解物体的绝对运动，或者说通过某一绝对不动的物体来建立不可移动的绝对空间。然而，宇宙中所有的物质都处于永恒不止的运动中，我们找不到一个绝对静止的参照物。人们做过很多实验，一直没能发现和观察到绝对运动，没有任何证据能表明牛顿绝对空间的存在。相对性原理认为惯性系之间是完全等价的，静止和匀速运动的惯性系不可区分，说明了绝对静止是不存在的，也是没有意义的。如果一个物体是绝对静止的，那么根据相对性原理，我们把相对它做匀速直线运动的另一个物体也可以当作绝对静止的，二者在物理学上不可区分，那么绝对的静止还有什么意义呢？古希腊哲学家赫拉克利特有一句话：“人不能两次踏进同一条河流。”当人再次踏进河流时，河流已经不是上次的河流了。空间与时间密不可分，一定的空间总是与一定的时间联系在一起的。短时间内看起来不变的空间，如果拉长时间的跨度，就会有天翻地覆、沧海桑田的变化，例如世界最高山脉喜马拉雅山所在的地方在远古时代曾经是一片汪洋大海（见图5-1）。
图5-1 喜马拉雅山所在地曾是海洋
刘勰在《文心雕龙》里说“思接千载，视通万里”，是说通过对知识的学习，人的思维可以穿越时间和空间，能够了解和思考千年之外发生的事情，能够看到和感知万里之遥的世界。但是如果没有大脑的神经活动，人的思维就会立刻停止。时间和空间都不可能离开物质和物质的运动而单独存在。没有物质和运动，空间和时间就无从谈起。空间是物质存在的表征，时间是物质运动的表征。
时间是和物质的运动密不可分的。如果不通过对物质运动的观察，我们无从得到关于时间的任何线索。但是牛顿的绝对时空观把时间和物质及运动隔绝开来，认为时间是绝对的，与物质和空间无关的。马赫说：“绝对时间是一种无用的形而上学概念”，“它既无实践价值，也无科学价值，没有一个人能提出证据说明他知晓有关绝对时间的任何东西。”
庞加莱在1906年出版的《科学与假设》中说：“没有什么绝对的空间，我们所理解的不过是相对的运动而已，绝对时间也是不存在的，所谓两个事件经历的时间相等，这种说法是毫无意义的。”
根据电磁学理论，真空中的光速为常数，与光源的运动无关；根据相对性原理，不同惯性系里的电磁学规律是一样的。那么不同惯性系里的光速都与光源的运动无关。但是按照绝对时空观，如果一个惯性系K′相对另一个惯性系K以速度v运动，那么两个惯性系相互之间保持伽利略变换关系，沿着速度v方向或反向的光速按照同向相加反向相减的规律进行合成，不可能两个不同惯性系里的光速都为常数。这表明，电磁学中的光速理论与绝对时空观发生了矛盾。
在牛顿力学中，牛顿第二定律的公式F=ma经过伽利略变换后具有相同的形式，也就是说牛顿第二定律具有伽利略不变性。然而，在电磁学中，麦克斯韦方程组却不具有伽利略不变性，在经过伽利略变换后无法表示成同样的形式。人们发现麦克斯韦方程组在洛伦兹变换下具有不变性。伽利略变换在电磁学中碰到了问题，而伽利略变换是绝对时空观的数学表述，这表明了绝对时空观与麦克斯韦电磁理论的冲突。
种种线索表明，绝对的空间和绝对的时间并不存在，绝对时空观与电磁学理论以及相对性原理发生了严重的冲突。爱因斯坦选择了放弃绝对时空观，提出了相对时空观，并在此基础上进一步发展得到了狭义相对论。
英国诗人蒲伯写了一首短诗来赞美牛顿：
自然和自然的规律隐藏在黑暗之中，
另一个英国诗人斯奎尔也写了一首短诗来作为回应：
斯奎尔是说爱因斯坦修正了牛顿的理论，却让世界重新变得难以理解。确实，相对论的思想极大地改变了人类对宇宙和自然的常识性观念，在很长一段时期内难以被人理解和接受。这是因为人们长期在绝对时空观下以自我为中心进行一元化思考，认为只有一个空间，只有一个时间，以为别人的时间和我的时间是一样的，如果不一样，把钟表调一下就可以了，很难跳出自我中心的思维模式。如果用子非鱼思想进行换位思考，就会发现相对时空观和相对论思想是非常自然而容易理解的，世界仍然一片光明。