Принцип инерции и принцип относительности Галилея

Ньютоновское представление о пространстве и времени

Механистический период естествознания

В основе современного научного миропонимания лежит признание фундаментальности пространства и времени. Эта традиция восходит к временам Галилея и Ньютона. Так Ньютон всю свою механику строил на законах, в которых в качестве физических величин фигурировали пространственные координаты x,y,z (или вектор r) и время t. И пространство, и время Ньютон определял как особого рода вместилище материальных объектов, способное существовать даже при условии отсутствия этих объектов. И пространство, и время он наделял свойствами бесконечной протяженности и бесконечной делимости (именно Ньютон ввел понятие бесконечно малой величины и разработал дифференциальное исчисление). В качестве аксиомы принимался абсолютный характер пространства и времени, то есть считалось, что их свойства не зависят от наличия или отсутствия в них материальных объектов.

Для ньютоновского пространства справедлива геометрия Евклида, которая базируется на нескольких определениях идеальных геометрических объектов (точка, прямая, поверхность и т.п.) и аксиомах, постулирующих основные отношения между этими объектами. Все более сложные отношения можно сформулировать в качестве теорем или геометрических задач, которые проецируются на систему аксиом в целях выяснения противоречивости или непротиворечивости того или иного утверждения. Критерием истины (правильности решения геометрической задачи) является отсутствие противоречий с системой аксиом.

Аналогичный формально-логический подход был положен в основу всего метода познания, предложенного Ньютоном.

Одним из первых основополагающих событий, знаменующих собой начало классического периода естествознания, явилась формулировка Галилеем принципа инерции и принципа относительности. Принцип инерции утверждает, что любое тело сохраняет состояние покоя или движется равномерно и прямолинейно до тех пор, пока воздействие других тел не выведет его из этого состояния. Принцип относительности утверждает, что если система движется равномерно и прямолинейно, то, не выходя за ее пределы, никакими приборами невозможно обнаружить факт ее движения или покоя, так как такое движение не влияет на ход процессов, протекающих в данной системе. Какое из тел, движущихся равномерно и прямолинейно, действительно движется, а какое покоится однозначно сказать невозможно. Только задавшись точкой, относительно которой мы будем измерять характеристики движения (например скорость), можно внести в задачу элемент определенности.

Таким образом, впервые появилась необходимость ввести в задачи механики понятие системы отсчета.

Рис. 1. Правило сложения скоростей Галилея

Важнейшим результатом принципа относительности явилось правило сложения скоростей (рис.1) (v’= v0 + v, где v’ - скорость движения тела относительно неподвижной системы отсчета, v0 - скорость движения подвижной системы отсчета относительно неподвижной, v - скорость движения тела относительно подвижной системы отсчета) и преобразование координат (x’= x - v0t, y’= y, z’= z, где x’,y’,z’ – координаты тела в неподвижной системе координат, x,y,z – координаты тела в системе координат, движущейся относительно неподвижной со скоростью v0 в направлении оси x’).

Дата добавления: 2014-01-07