Главная > Физика для всех. Введение в сущность и структуру физики. Том 2. Современная физика
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

28. АБСОЛЮТНОЕ ДВИЖЕНИЕ, АБСОЛЮТНЫЙ ПОКОЙ

НЕПОДВИЖНЫЙ ЦЕНТР ВСЕЛЕННОЙ

Лукреций писал:

Всю, самое по себе, составляют природу две вещи:

Это, во-первых, тела, во-вторых же, пустое пространство,

Где пребывают они и где двигаться могут различно [1]

Есть ли граница у этого пустого пространства?

Кроме того, коль признать, что пространство

Вселенной конечно,

То если б кто-нибудь вдруг, разбежавшись

в стремительном беге,

Крайних пределов достиг и оттуда, напрягши все силы,

Бросил с размаху копье, то — как ты считаешь? —

оно бы

Вдаль полетело, стремясь неуклонно к намеченной цели,

Или же что-нибудь там на пути ему помешало?

То иль другое признать придется тебе неизбежно,

Но ни одно не дает тебе выхода, и согласиться Должен ты, что без конца распростерто пространство

Вселенной [2].

Позднее Джордано Бруно не раз повторял, пока его не «утихомирили» на костре: «Пусть эта поверхность будет какой-угодно; но я всегда спрашиваю: что находится за ней?» [4], Этот аргумент легко понять, и его невозможно опровергнуть. Если пространство ограничено, то спрашивается, что же находится за его пределами?

Бесконечно пространство или нет; является ли оно просто соотношением между материальными телами или существует независимо от них само по себе; является ли пространство вместилищем материи, которое можно наблюдать и в отсутствие материальных тел;

одинаково ли пространство от точки к точке или же в нем существуют выделенные направления; является ли оно нейтральным или оно управляет телами, находящимися в нем; известны ли нам его свойства интуитивно, без внешнего воздействия на наш мозг, или эти свойства получены нами из опыта, — вот те вопросы, которые в то или иное время ставились относительно сущности, именуемой «пространством».

Пространство Галилея и Ньютона является евклидовым бесконечным пространством, однородным (его свойства не меняются от точки к точке), изотропным (одинаковым во всех направлениях), частично заполненным, частично пустым; в нем нет выделенных точек и направлений; оно является вместилищем, пустотой, где находится материя.

«Абсолютное пространство, — писал Ньютон, — по самой своей сущности безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным» [5]. Именно такой взгляд на абсолютное пространство естественно приводит к первому закону движения. В отсутствие сил тело, движущееся в пустоте, в которой нет ни центра, ни выделенного направления, перемещается с постоянной скоростью по прямой линии. Почему, собственно, оно должно двигаться иначе? Этот вопрос, однако, таит в себе предпосылки и рождения и гибели идеи абсолютного пространства. Ибо можно спросить: относительно чего происходит равномерное движение тела? Тело, движущееся равномерно относительно Солнца, перемещается неравномерно относительно Земли. Предположение об абсолютном пространстве дает возможность найти удобную площадку для наблюдения всех явлений: ведь гораздо спокойнее оставаться при мысли, что абсолютное пространство существует независимо от нас.

Ньютон писал:

«Однако совершенно невозможно ни видеть, ни как-нибудь иначе различить при помощи наших органов чувств отдельные части этого пространства одну от другой, и вместо них приходится обращаться к измерениям, доступным чувствам. По положениям и расстояниям предметов от какого-либо дела, принимаемого за неподвижное, определяем места вообще, затем и о всех движениях судим по отношению к этим местам, рассматривая тела лишь как переносящиеся по ним. Таким образом вместо абсолютных мест и движений пользуются относительными; в делах житейских это не представляет неудобства» [6].

Здесь, однако, имеется некая неопределенность, которую признавал Ньютон и которая стала впоследствии источником одной из увлекательнейших проблем в истории физики. Представим, что первый закон движения выполняется с точки зрения наблюдателя, находящегося на какой-то площадке. Если на тело не действуют силы, то это тело, наблюдаемое с данной площадки, будет равномерно перемещаться по прямой линии .с постоянной скоростью. Легко видеть, что если такая площадка существует, то существует и бесчисленное множество других площадок, обладающих аналогичными свойствами: этими свойствами обладают все площадки, движущиеся равномерно относительно первой. Для удобства рассуждений назовем первую площадку «неподвижным центром Вселенной». Это понятие, возможно, является фиктивным, однако оно столь наглядно, что мы не хотели бы отказываться от него преждевременно. «Центр системы мира,— писал Ньютон,— находится в покое. Это признается всеми, ибо одни принимают находящимися в этом центре и покоящимися Землю, другие — Солнце» [7]. Тем не менее для динамики Ньютона и для любых наблюдений в рамках ньютоновской системы абсолютно безразлично, находится ли центр Вселенной в покое или движется равномерно.

Представим, что этот центр мира покоится в центре абсолютного, постоянного и однородного пространства. С точки зрения наблюдателя, находящегося в центре мира, первый закон движения должен выполняться. Представим теперь другую площадку для наблюдения (позже мы назовем все эти площадки «системами отсчета»), которая равномерно перемещается относительно центра Вселенной. С помощью элементарных операций сложения или вычитания нетрудно доказать, что тело, движущееся равномерно относительно центра Вселенной, будет равномерно перемещаться и относительно второй площадки, но с другой скоростью. С точки зрения наблюдателя, «находящегося на второй площадке, все законы динамики Ньютона остаются столь же справедливыми. Другими словами, абсолютно невозможно различить площадку, движущуюся равномерно относительно центра Вселенной, и сам центр. Следовательно, положение центра Вселенной необходимо постулировать. Его нельзя установить в рамках системы Ньютона. Если существует площадка, для которой законы Ньютона выполняются, то эти законы останутся справедливыми и для всех других площадок, которые движутся равномерно относительно первой.

Непосредственно ощутимое следствие первого закона движения состоит в том, что, находясь в движущемся закрытом помещении, мы не в состоянии понять, каково наше истинное, или абсолютное, движение. Как часто, путешествуя в поезде и видя в окно проходящий мимо другой состав, мы не могли понять, движемся ли мы сами или перемещается другой поезд. К сожалению, железнодорожные покрытия в нашей стране разрушаются столь быстро, что для следующего поколения подобные наблюдения уже не будут достаточно убедительными.

Чтобы движение было незаметным, не должно быть никаких качаний и вибраций, т. е. оно должно быть равномерным. Возможно, что подобные наблюдения удобнее проводить на борту корабля, плывущего по спокойному морю, находясь подальше от машинного отделения, или в самолете, летящем в спокойной атмосфере. Через окно мы увидим проходящие мимо облака или текущую морскую воду. Однако мы не в состоянии определить, кто движется — мы или облака. Земля перемещается по своей орбите со скоростью около 30 км/с; Солнце движется относительно центра нашей Галактики; Галактика сама в целом перемещается. Однако, если отвлечься от слабых эффектов, которые мы объясняем вращением, мы абсолютно не замечаем всех этих движений; мы могли бы даже поворачиваться относительно оси, проходящей через неподвижный центр Вселенной, и тоже не заметили бы этого,

1
Оглавление
email@scask.ru