<<
>>

Принцип относительности классической механики

Понятия пространства и времени, выработанные в классической физике, представляют, с одной стороны, результат обобщения повседневного опыта, с другой — следствие научного анализа простейших механических движений.

Развитие механики поэтому теснейшим образом связано с определенным пониманием пространства и времени.

Основным законом классической механики является, как известно, второй закон Ньютона, связывающий силу, действую-

_              „ d2x

щую на тело, с приобретаемым телом ускорением: F = m-rf-

at

Для описания механического движения, следовательно, необходимо измерение координат движущегося тела, что требует введе- йия понятия тела отсчета, с которым связывается система коор- динат, образуя систему отсчета. Встает естественный вопрос: для всякой ли системы отсчета будет справедлив основной закон механики?

Системы отсчета могут находиться в различных состояниях: они могут покоиться, двигаться равномерно и прямолинейно или, наконец, двигаться ускоренно одна относительно другой. Если две системы отсчета покоятся относительно друг друга, то это означает, что они представляют физически одну и ту же систему; различие между ними сводится к чисто геометрическому переносу начала координат. Поэтому остаются два физически различных типа систем отсчета: инерциальные системы (движущиеся равномерно, прямолинейно относительно друг друга) и неинерциальные (движущиеся с ускорением).

Для последних приведенная формулировка второго закона Ньютона не сохраняется. При переходе от одной системы отсчета к другой, движущейся ускоренно по отношению к первой, появляются добавочные силы, так называемые силы инерции.

Поэтому в инерциальных системах отсчета переход от одной системы к другой не меняет вида второго закона Ньютона — он справедлив для всех таких систем. Приведенное утверждение составляет содержание принципа относительности классической механики, или принципа относительности Галилея.

Этот принцип утверждает, таким образом, физическую эквивалентность всех инерциальных систем отсчета: состояние равномерного, прямолинейного движения никак не сказывается на происходящих в системе механических процессах, и никакими механическими экспериментами, проводимыми внутри системы, нельзя определить, покоится она или движется равномерно и прямолинейно. В современной физике законы классической механики и Формулируются как справедливые для всего класса инерциальных систем. Но в период обоснования классической механики Перед ее творцами неизбежно вставал вопрос: а существуют ли Вообще инерциальные системы? Ведь если дана хотя бы одна та- ВНя система, то может существовать бесчисленное их множество, ®бо любая система, движущаяся равномерно и прямолинейно просительно данной, тоже будет инерциальной. Но как найти Hty «хотя бы одну» инерциальную систему? Например, является

таковой система отсчета, связанная с Землей? Мы знаем, что

на Земле с достаточной степенью точности соблюдается принцип инерции, и тем не менее Земля — система неинерциальная: она вращается вокруг Солнца и вокруг собственной оси. Но может быть, инерциальная система связана с Солнцем? Тоже, строго говоря, нет, ибо Солнце вращается вокруг центра Галактики. Но если ни одна реальная система отсчета не является строго инерциальной, то не оказываются ли фикцией основные законы механики?

Поиски ответа на этот вопрос и привели к понятию абсолютного пространства. Оно представлялось совершенно неподвижным, а связанная с ним система отсчета — строго инерциальной. Именно по отношению к абсолютному пространству законы механики и выполняются совершенно строгим образом. Ярче всего эти взгляды выразил И. Ньютон в своих «Математических началах натуральной философии»:

«I. Абсолютное, истинное математическое время само по себе и по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью.

И. Абсолютное пространство по самой своей сущности безотносительно к чему бы то ни было внешнему остается всегда одинаковым и неподвижным» [Кудрявцев, 1948, т. 1, с. 230]!. Ньютон отдавал себе при этом ясный отчет, что фактически воспринимаются всегда относительные пространство и время и относительное движение. Однако это не опровергало в его глазах наличия абсолютных пространства и времени, ибо невозможность их непосредственного обнаружения в эксперименте объяснялась как раз принципом относительности Галилея. [CLI]

<< | >>
Источник: Под ред. д-ра филос. наук А.И. Липкина. Философия науки: учеб, пособие. 2007

Еще по теме Принцип относительности классической механики:

  1. 11.2 Гипотеза лингвистической относительности Сепира — Уорфа
  2. Очерк 4 ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ ЛОГИКИ
  3. Принцип относительности классической механики
  4. Преобразования Галилея и пространственно-временное представления классической физики
  5. Принцип относительности и принцип постоянства скорости света
  6. Принципиальная проверяемость
  7. Принципиальная простота
  8. История формирования и суть принципа красоты
  9. Глава 5. КЛАССИЧЕСКАЯ НЕМЕЦКАЯ ФИЛОСОФИЯ XVIII—НАЧАЛА XIX В.
  10. Принципы научного познания
  11. АНТИЧНАЯ МЕХАНИКА
  12. МЕХАНИКА В СРЕДНЕВЕКОВОЙ ЕВРОПЕ
  13. ИДЕЙНЫЕ ИСТОКИ МЕХАНИКИ ЛЕЙБНИЦА