马赫原理

在理论物理学中，特别是在引力理论的讨论中，马赫原理（或马赫猜想）是爱因斯坦为物理学家和哲学家恩斯特·马赫（Ernst Mach）提供的一个不精确假设的名称。 该假设试图解释陀螺仪和旋转天体等旋转物体如何保持参考系。

命题是xxx旋转的存在（局部惯性系与旋转参考系的区别）是由物质的大尺度分布决定的，如以下轶事所示：

你站在田野里看星星。 你的手臂自由地放在你的身边，你看到远处的星星没有移动。 现在开始旋转。 星星在你身边旋转，你的手臂被拉离你的身体。 为什么要在星空旋转时将你的手臂拉开？ 当星星不动时，它们为什么要自由悬挂？

马赫原理说这不是巧合——有一条物理定律将遥远恒星的运动与当地的惯性系联系起来。 如果你看到所有的星星都在你周围旋转，马赫建议有一些物理定律可以使你感受到离心力。 该原理有许多相互竞争的表述，通常以模糊的方式表述，例如质量在那里影响惯性。 马赫原理的一个非常笼统的说法是局部物理定律是由宇宙的大尺度结构决定的。

马赫的概念是爱因斯坦发展广义相对论的指导因素。 爱因斯坦意识到，物质的整体分布将决定度量张量，度量张量指示哪个坐标系相对于旋转是静止的。 框架拖曳和引力角动量守恒使得这成为某些解决方案中一般理论中的真实陈述。 但是因为这个原理是如此模糊，所以已经做出了许多可以作为马赫原理的不同陈述，其中一些是错误的。 哥德尔旋转宇宙是场方程的一个解，旨在以最糟糕的方式违背马赫原理。 在这个例子中，远处的恒星似乎随着离得越来越远而旋转得越来越快。 这个例子并没有完全解决原理的物理相关性问题，因为它有闭合的类时曲线。

相对论中有一个基本问题：如果所有运动都是相对的，我们如何测量物体的惯性？ 我们必须测量相对于其他事物的惯性。 但是如果我们想象一个粒子在宇宙中完全独立呢？ 我们可能希望仍然对它的运动状态有一些概念。 马赫原理有时被解释为这样一个粒子的运动状态在那种情况下没有意义的陈述。

从这个意义上说，至少有一部分马赫原理与哲学整体论有关。 马赫的建议可以看作是引力理论应该是关系理论的指令。 爱因斯坦在研究广义相对论时将该原理带入了主流物理学。 事实上，正是爱因斯坦首先创造了马赫原理这个词。

关于马赫是否真的打算提出新的物理定律，存在很多争论，因为他从未明确说明过。

爱因斯坦从中获得灵感的著作是马赫的著作《力学科学》（1883 年，译自 1893 年），这位哲学家在书中批评了牛顿的xxx空间观念，尤其是牛顿提出的支持一个空间存在的论点 优势参考系：俗称牛顿桶论证。

在他的自然哲学数学原理中，牛顿试图证明人们总是可以确定一个人是否相对于xxx空间旋转，测量仅在执行xxx旋转时出现的表观力。 如果一个水桶装满水并旋转，最初水保持静止，但随后，容器的壁逐渐将它们的运动传递给水，使其弯曲并爬上水桶的边界。