HẤP DẪN VÀ QUÁN TÍNH - NGUYÊN LÝ MACH
Ý tưởng về tính tương đối của không gian đã được hai nhà triết học nói đến trong những tác phẩm của mình - đó là Gotfried Leibniz (1646 - 1716), người Đức và George Berkeley (1685 - 1753), người Anh. Theo quan niệm của Letbniz thì cả không gian lẫn thời gian đều không thể tồn tại độc lập: không gian - đó là sự phân chia vị trí của các vật thể, thời gian - đó là sự nối tiếp nhau của các sự kiện. Berkeley lưu ý rằng người ta có thể hình dung được sự chuyển động của một vật thể bất kỳ nếu biết được hướng của nó; mà hướng chỉ có ý nghĩa khi có sự so sánh với vật thể khác. Ông viết: ''... Chúng ta hãy tưởng tượng là có hai quả cầu, ngoài ra không còn có một thiên thể nào khác xung quanh... Sự chuyển động quay tròn của hai quả cầu này quanh một tâm, chúng ta không thể hình dung được. Nhưng khi có bầu trời cùng với những ngôi sao đứng yên thì sự chuyển động của hai quả cầu trên lập tức trở nên rõ ràng khi ta thấy chúng tới gần các phần khác nhau của bầu trời ấy''.
Nhà vật lý và triết học người Áo Ernst Mach đã áp dụng ý tưởng này để giải thích bản chất một hiện tượng bí hiểm nhất của cơ học - đó là các lực quán tính (ví dụ, lực làm lõm mặt nước trong chiếc xô quay của Newton; xem phần ''Các hệ quy chiếu không quán tính'' và mục phụ ''Thí nghiệm của Newton với xô nước'').
Newton cho rằng sự chuyển động có gia tốc là tuyệt đối: nước trong xô quay đối với không gian trống rỗng bất động tuyệt đối. Mach giải thích thí nghiệm đó theo cách khác: nước quay không phải đối với không gian trống rỗng, mà đối với tất cả những khối lượng ở cách xa của Vũ Trụ (''những sao bất động” hay định tinh).
Đối với Einstein thì ý tưởng của Mach là một cơ sở nữa để mở rộng nguyên lý tương đối đến các hệ quy chiếu không quán tính, nhưng không phải chuyển động thẳng, mà chuyển động quay.
Lực quán tính, theo Mach, xuất hiện do tương tác hấp dẫn của vật thể với vật chất nằm trên khoảng cách lớn trong Vũ trụ (nguyên lý Mach). Nếu vật chất biến mất thì lực quán tính cũng biến mất. Như vậy, Mach đã đưa ra một cách giải thích về bản chất của lực bí ẩn này: quán tính chính là hấp dẫn, và nó được sinh ra không phải bởi không gian trống rỗng tuyệt đối như Newton tưởng, mà bởi những khối lượng nằm trong đó. Khái niệm về không gian trống rỗng là vô nghĩa: không gian chỉ có thể có những tính chất do vật chất hiện hữu trong đó tạo nên.
Einstein kế thừa ý tưởng của Mach và phát triển nó đến chỗ khẳng định sự phụ thuộc của các tính chất không gian vào sự phân bố và chuyển động của vật chất. Tuy nhiên nguyên lý Mach trong lý thuyết hấp dẫn do Einstein xây dựng nên vẫn chưa được thề hiện hoàn toàn. Có thể khi nào đó lý thuyết hấp dẫn tương lai sẽ làm được điều đó.
