عرف أرسطو المكان بالأجسام التي يحويها. وقد اعتبر، هو وتلميذه ثيوفراستوس، أن الأجسام حقيقية لكن المكان ليس كذلك؛ فالأجسام الساكنة تحدد المكان بنسبة بعضها إلى بعض، لكن إذا أزلت الأجسام، فإنك إذن أزلت المكان بالمثل طبقًا لتعريف أرسطو. يعني هذا التعريف ضمناً أيضًا أنه يستحيل أن يوجد شيء اسمه الفراغ؛ لأن الوعاء يزول بإزالة المادة كلها؛ فلا يمكن الخلاص من أحدهما دون الخلاص من الآخر معه. وعرف ستراتو، وهو تلميذ آخر من تلاميذه المكان على أنه «وعاء كل الأجسام». وأكد ستراتو أن الأجسام تتحرك في الخلاء، وأن الوعاء يوجد في جميع الأحوال سواء وجد فيه شيء أم لا. وإذا لم يوجد شيء فيه، فهو فراغ إذن.

أدرك بيير جاسندي أن تجارب تورشيللي قضت بأن الفراغ يمكن أن يوجد، وأنه يمكن للإنسان أن يصنعه. وقد نظر إلى المكان بنظرة سلبية؛ فهو يسمح للأشياء أن تنتقل خلاله دون أن يسمح بالتأثر بها أو التأثير فيها.

يشبه تصور إسحاق نيوتن عن المكان هذا التصور؛ إذ تصور مكانا مطلقا، مساحة توجد فيها الجسيمات والأجسام والكواكب وتتحرك. وفي منظوره أيضًا يوجد المكان كما لو كان مصفوفة غير مرئية من ورق الرسم البياني يستحيل التأثير فيها. تتحرك الأجسام خلال هذه المصفوفة الشبكية دون أن تغيرها، ومن ثم كان لوجودها دلالة مطلقة حتى في غياب الأجسام، وبموجب هذا، فإن المكان الفارغ» هو ما يتبقى عند إزالة جميع الأجسام المادية. رأى نيوتن أن غياب المادة يعني ضمنا غياب قوة الجاذبية أيضًا، وهو ما لا يخلف شيئًا خلا إطار القصور الذاتي الخالص للفضاء المطلق. وهذا على النقيض من الأماكن النسبية التي تحددها الشبكة المرتبطة بكل جسيم متحرك، لأنها تقتضي وجود أجسام لتحدد حركتها النسبية ومن ثم مصفوفاتها النسبية المتناسقة. ما كان أينشتاين ليتبنى أيَّا من وجهات النظر هذه؛ فقد تملكته شكوك خطيرة فيما يتعلق بحقيقة المكان حتى عندما توجد أجسام على مقربة؛ فالزمان والمكان نفسهما يمتدان ويُعدلان بفعل حركة الأشياء. وقد اعتبر أن مفهوم المكان الفارغ مفهوم متناقض في حد ذاته.

في المكان المطلق لنيوتن، تخيل وقوع مجموعة من الأحداث مثل أن يتقاذف أحدهم ثلاث كرات. والآن تخيل أن كل شيء آخر يتحرك حركة منتظمة نسبة إلى هذا المكان المطلق. يصر نيوتن على أنه لن يتغير بالموقف شيء سوى وجود مصفوفة المكان في حالة حركة منتظمة؛ فنفس القوانين والخبرات تسري على هذا الموقف. تتحرك الأرض حول الشمس بسرعة قدرها نحو 20 كيلومترًا في الثانية، إذن في الفترة ما بين شهري أبريل وأكتوبر، عندما نكون على جانبين متقابلين من الدائرة ونتحرك في اتجاهين متضادين فإن سرعتنا تتغير بمعدل 40 كيلومترًا في كل ثانية، غير أن مهارات لعب الكرة هي نفسها.

على الرغم من أنه لا يوجد مقياس مطلق للسرعة - فالحركات النسبية هي وحدها التي تحدد بوضوح - يختلف الأمر للعجلة: إذ إن مقدارها كما يقاس في كل أطر القصور الذاتي ثابت لا يتغير. يتباهى إعلان تليفزيون بأن سيارة السباق يمكنها أن تنتقل من سرعة الصفر إلى سرعة 60 ميلًا في الساعة في ثلاث ثوان. لا حاجة هنا لوضع أي شرط مثل من منظور المشاة الساكنين في الشارع فقط، لأن العجلة ذاتها سيدركها راكبو الدرجات المرعوبون الذين يسيرون بسرعة ثابتة قدرها 15 ميلا في الساعة بالمثل. حيث أنه عندما تظهر مثل هذه الإعلانات في التليفزيون التعليمي، ربما يجدر أن يُذكر شرط على غرار من منظور المراقبين داخل أطر القصور الذاتي الخاصة بهم. قد يحاج البعض بأن الركاب الموجودين داخل السيارة يكونون دائما في حالة سكون نسبة إلى السيارة والسيارة تسرع بهم. غير أنهم سيشعرون بانزعاج ملحوظ عندما تدفع ظهورهم بقوة إلى مقاعدهم كما لو كان بفعل قوة غير مرئية. وعندما تنعطف هذه السيارة في منعطف حاد، سيشعر الركاب مرة أخرى بأنفسهم يُدفعون بقوة، هذه المرة يدفعون إلى الجانب بفعل ما نطلق عليه «القوة الطاردة المركزية». في كلتا الحالتين، لا يكون الركاب داخل أطر من القصور الذاتي.

كي نوضح فكرة نيوتن حول الفضاء المطلق، وكيف بدأ أينشتاين يتشكك فيها، تخيل نفسك مسافرًا على متن طائرة متجهة من لندن إلى نيويورك مثلا. أنت تجلس في الصف الأمامي، وبعد الإقلاع مباشرة تنطفئ علامات التنبيه بربط حزام الأمان مع وصول الطائرة إلى الارتفاع الذي تحلق عنده بثبات بسرعة 500 ميل في الساعة دون أي مطبات هوائية لمدة ثماني ساعات. أنت ثابت في مكانك على الطائرة في حين تؤكد أسرتك على الأرض أنك سافرت 4 آلاف ميل؛ يبين هذا أنه لا معنى للمكان المطلق. بعد انقضاء الثماني ساعات، تؤكد أسرتك أنك تحركت بسرعة  500ميل في الساعة في حين تقول أنت إنك لم تتحرك من موضعك على الإطلاق؛ يؤكد هذا أنه لا معنى للسرعة الثابتة المطلقة. وإذا قررت أن تمضي وقتك في تقاذف الكرات وأنت جالس في مقعدك على افتراض أن هذا السلوك الغريب لن يلفت أنظار أفراد طاقم الطائرة المتوترين، فإنك ستشعر بنفس الشعور وتتحلى بنفس المهارة وكأنك تقوم بالأمر عينه وأنت في منزلك. إما إذا اصطدمت الطائرة بمطب هوائي، أو قذفت أنت الكرات أثناء الإقلاع، فستتدافع الكرات في مسارات جديدة وسيختلف الموقف كله تماما.

ومع ذلك، ستتفق أنت وأسرتك على أنك أثناء عملية الإقلاع التي ربما استمرت لنصف دقيقة، انطلقت بسرعة على المستوى الأفقي ثم ارتقيت على نحو متسارع نحو السماء. ربما شاهد أفراد عائلتك عملية الإقلاع، في حين شعرت أنت بوضوح بعملية الإقلاع على شكل قوة تؤثر فيك في البداية كضغط في ظهرك عندما تسرع الطائرة عبر الممر ثم في المقعد عندما تنطلق نحو السماء. يمكن أن تستنتج من كمية الضغط الذي تشعر به، على الأقل بالتقريب مدى العجلة التي تتحرك بها.

بالنسبة لأينشتاين، الذي لم يعرف شيئًا عن الطائرات النفاثة في عام 1905 لكن كان بمقدوره تخيل الوجود في مصعد يسقط سقوطا حرا ، سيكون للعلاقة بين القوة والعجلة أهمية كبيرة في تصوره لكل من الزمان والمكان.

أسهل طريقة لبيان تأثير العجلة دون الاضطرار إلى الانطلاق بسرعة كبيرة هي الدوامة، فالدوران يعد أحد الأمثلة على العجلة.

تخيل أنك في غرفة صغيرة بلا نوافذ وأن الغرفة تدور حول نفسها. مع أنك معزول عن العالم المحيط، فإنه لا يزال بإمكانك أن تعرف أنك تدور حول نفسك، وذلك نسبةً الى ... شيء ما. بطريقة أو بأخرى تملأ قضبان المساحة في مصفوفة نيوتن - الذي يحدد المكان - غرفتك الصغيرة. ليس بمقدورك أن ترى العجلة؛ فهي تحدث في سكون ويستحيل سماعها، وليس لها رائحة، وإذا مددت ذارعك فلا يوجد أية أشكال مادية تثبت لك أنها موجودة. لكن استدر ولفّ ولسوف تشعر بها تخترق كيانك. ونحن نطلق على التأثير الذي تخلفه العجلة مع تغير اتجاهك اسم «القوة الطاردة المركزية». وعليه، هل هذا المكان المطلق حقيقي بطريقة ما؟ هل يظل باقيًا حتى عندما تُزال كل صور المادة؟

اقترح إرنست ماش، الذي جاء بعد نيوتن بمائتي عام، أن «النجوم الثابتة» تحدد المكان. نحن نعيش في دوامة لأن الأرض تدور حول نفسها مرة كل أربع وعشرين ساعة. ومع أنك تشعر بجميع حواسك حين تدور في دوامة، فإنك ستحتاج إلى أجهزة حساسة حتى ترصد دوران الأرض حول نفسها. وحتى في غياب هذه الأجهزة، ستكشف صورة لسماء الليل ينتصفها النجم القطبي، والملتقطة عن طريق التعريض طويل المدى، عن أن النجوم تتحرك في دروب دائرية حولنا خلال الليل. إن فكرة أن كل تلك النجوم تتحرك في رقصة دائرية متناسقة في بعض الحالات يبعد بعضها عنا ملايين السنين الضوئية هي فكرة غير منطقية ولربما اقتضت أيضًا أن تتحرك النجوم أسرع من سرعة الضوء. إننا نحن من ندور حول أنفسنا على نحو مطلق مقارنة بخلفية النجوم.

يصير هذا أكثر وضوحًا إذا زدنا سرعة الدوران.

اجلس في مقعد دوار ولفّ حول نفسك. كل شيء حولك، بما فيه النجوم إذا كنت تجلس في الهواء الطلق في ليلة صافية، سوف يدور أيضًا. وما يستغرق أربعًا وعشرين ساعة لمشاهدته من الأرض سيستغرق ثانية واحدة هذه المرة. هل يمكن أن تحرك قوة عضلاتك مجرات بأكملها، بحيث تتحدد سرعة دورانها بما إذا كنت تدفع الأرض بقدمك دفعة خفيفة أم تركلها بقوة؟ قطعًا لا، وأنت أيضًا ليس لديك أدنى شك في أنك أنت الذي تدور وليست النجوم؛ لأنك تشعر بالقوة الطاردة المركزية. تتأثر الأرض بفعل دورانها حول نفسها بالقوة الطاردة المركزية، مع أن تأثيرات هذه القوة ليست ظاهرة بدرجة كبيرة. الأرض كرة منبعجة؛ فقطرها عند خط الاستواء أكبر منه عند الخط الممتد من القطب للقطب، ومن الأمثلة الأخرى على ذلك، تبدل مواسم الطقس وميل الحركة إلى الاتجاه «تلقائيا» نحو الشرق، وهذا يعرف بتأثير كوريوليس.

ولعل بندول فوكو هو أفضل وسيلة لإثبات أن النجوم الثابتة تصنع إطارًا يمكن كشف الدوران والعجلة نسبة إليه في كثير من المتاحف العلمية ستجد بندولا يتأرجح من أحد الأسقف من الشمال إلى الجنوب على سبيل المثال، ولدى مغادرتك المتحف بعدها بساعات يتأرجح البندول من الشرق إلى الغرب دون أن يتدخل أي شخص ليغير اتجاهه. حقيقة هذه الظاهرة أنه لا شيء يدفع البندول حقا؛ إذ يظل البندول يتأرجح في الاتجاه عينه نسبة إلى النجوم الثابتة، والأرض هي التي تحركت آخذة معها المتحف وإيانا.

مع أن هذ النظرة إلى النجوم تجعل فكرة الدوران المطلق منطقية، هل يمكن لطفل يركب بكل براءة أرجوحة دوّارة أن يدرك أن هناك مجرات من النجوم على مسافة بعيدة؟ الأرض قريبة لنا للغاية، حتى إن جاذبيتها تثبت أقدامنا عليها. القمر صغير الحجم لكنه قريب بالدرجة التي تمكنه من التأثير على المد والجزر، في حين أن أقرب نجم إلينا وهو الشمس يبقينا في مدارنا السنوي. أما جاذبية الكواكب الأخرى فهي غاية في الصغر لدرجة تجعلها عديمة التأثير علينا، مهما كان ما يزعمه مؤيدو التنجيم. جاذبية النجوم البعيدة وحتى المجرات المنفردة التي تحوي مليارات النجوم ضعيفة للغاية ولا تؤثر على شؤون حياتنا اليومية، مع أن الجاذبية الإجمالية لمجرتنا؛ مجرة درب التبانة، وجاذبية مجرة سحابة ماجلان الكبرى تجعل الأخيرة تدور كالقمر التابع حول مجرتنا.

عندما تتضاعف المسافة التي تفصلنا عن أي مجرة يقل تأثير الجاذبية الخاص بها إلى الربع. لكن لو كانت المجرات موزعة على نحو منتظم في أنحاء الفضاء، عندئذ سيقابل كل تضاعف للمسافة بتضاعف قدره أربع مرات في العدد بحيث يظل إجمالي تأثيراتها الجذبوية ثابتاً تقريبًا حتى أطراف الكون. وهكذا مع أن المد والجزر اليوميين والمواسم السنوية على كوكب الأرض يحكمهما تأثير قوى الجذب الآتية من الشمس والقمر، فإن كل هذا يجري ضمن مجال جاذبية النجوم «الثابتة» البعيدة الأشمل.

هذا هو أقرب مفهوم يمكننا أن نصل إليه بسهولة كي نعرف الشبكة المترية المطلقة للمكان المطلق. إن الدوران نسبة إلى مصفوفة الجاذبية هذه هو ما نشعر به عندما نلف في دوامة، أو تنعطف ونحن نستقل سيارة، أو بصفة عامة عندما نغير سرعتنا. ومع ذلك تنشأ مشكلات؛ إذ إن النجوم الثابتة ليست ثابتة إلى هذه الدرجة، وهذه الصورة تعني أيضًا أن سماء الليل ينبغي بها أن تظل ساطعة كما الحال بالنهار ما دام هناك نجم ما في كل جزء من مجالنا البصري (الأمر الذي يُعرف بمفارقة أولبرز)، وحل هذه المشكلة هو أن الكون يتمدد من المعروف أن صورة الزمان والمكان التي قدمناها، المبنية على فلسفة إسحاق نيوتن، صورة غير كاملة. ومنذ مطلع القرن العشرين ساد تصور ألبرت أينشتاين الأكثر ثراءً. ولا ترجع أصول هذا التصور إلى الجاذبية، وإنما إلى التأثيرات الكهربائية والمغناطيسية مع أنه سيتبين أن الجاذبية تقوم فيه بدور رئيسي.