A-level 数学/高级/基础力学/空间与时间
目前我将忽略狭义相对论，并考虑牛顿空间和时间。
就我们的目的而言，空间是力学发生的背景。在我们能说更多之前，我们需要更好地理解坐标的概念。
坐标只是一组标签。例如，考虑办公楼的电话号码。我可以通过每个房间的电话号码来标记办公楼中的所有房间（假设它们都有电话）。这将是一组坐标。我也可以用房间号来标记房间，这是另一组坐标。坐标很有用，因为它们让我可以用标签（如房间号）来指定东西，但它们并不是根本性的，至少从现代力学的角度来看是这样。请注意，在办公楼的例子中，有很多方法可以形成办公楼的坐标。如果有房间号和电话号码的目录，那么可以选择将一组坐标转换为另一组坐标。这很有用，因为在力学中，有时在一种坐标系中操作比在另一种坐标系中操作更好。例如，如果你在办公楼里找房间 112 里的 Dave，你不会使用 112 的电话号码去寻找它。房间通常在门上标有房间号，而不是电话号码。但是如果你要打电话给 Dave，你会发现他的房间号除了用于转换为电话号码（通过电话目录）之外毫无用处。在力学中，我们通过坐标来指定位置。也就是说，我们为每个感兴趣的位置分配一个标签，几乎总是数字。这里需要一些例子。就像在建筑物中寻找某人一样，在力学中，必须选择合理的坐标才能完成某件事。什么时候一个坐标系比另一个坐标系更好？这是你必须通过问题学习或直觉地了解的，这就是为什么仅仅阅读教科书在数学上是浪费时间的原因，如果你想解决力学问题，你需要经验。经验通常会让你根据“我以前见过类似的情况”原则做出选择。我们可以用多个数字来指定一个位置，通过坐标。例如，考虑一座有多层的建筑。每个楼层的房间可能编号为 1、2、3 等。如果我告诉你到房间 43，你不会知道它在哪个楼层。如果我说去 4 楼的房间 43，你就能找到相应的房间。我们现在有两个坐标，房间号和楼层号。这是大多数人第一次遇到坐标的方式 - 在图表上，两个值表示位置。
维度很难确定。一个简单的思考维度的方法是将其定义为在空间中某个小区域中给每个点一个标签所需的数字数量。在我们之前的例子中，如果我们愿意，我们可以只使用电话号码来对所有房间进行分类，所以这个空间可以被认为是一维的（在这个例子中，空间是房间列表，而不是房间的空间分布，这是另外一回事）。普通空间是三维的，我可以使用三个数字对空间中的每个位置进行分类。我可以使用的一组三个数字的例子是我的距离三个（不同的，非共线的）点。我也可以使用笛卡尔坐标来分类我的位置，或者通过我到某个点的距离以及从该点到我的位置的线到两个方向的角。从这个意义上说，普通空间是三维的。有时我们检查问题时的维度更低，因为额外的维度是多余的，或者我们可以从特殊情况推广。这是另一个聪明的技巧，你必须学会才能真正精通力学，知道何时可以减少问题中的维度，你将相应地降低问题的复杂性，并使解决方案更容易找到。
如果愿意，可以写一本关于时间是什么的整本书。但我们想要一个简单的定义。简而言之，时间被定义为使运动看起来简单，并尽力与心理时间相对应。另一种思考时间的方法是经验地定义它。时间是时钟测量的东西。出于力学的目的，我们将时间定义为一个始终增加的参数，并且称为时钟的一组设备将在我们系统（瞬时）的某个特定配置中达成一致。换句话说，时间是所有好的时钟在任何时刻都一致的东西。