Пространство и время по Ньютону

Относительное время Ньютона  есть время измеряемое, тогда как  время абсолютное есть его математическая модель со свойствами, выводимыми из относительного времени при помощи абстрагирования. Вообще, говоря о времени, пространстве и движении, Ньютон постоянно подчеркивает, что они постигаются нашими чувствами и тем самым являются обыденными (относительными):

"Относительные количества  не суть те самые количества, коих имена им обычно придаются,  а суть лишь результаты измерений  сказанных количеств (истинные  или ложные), постигаемые чувствами  и принимаемые обычно за сами  количества."

Необходимость построения модели этих понятий требует введения математических (абсолютных) объектов, неких идеальных  сущностей, не зависящих от неточности приборов. Утверждение Ньютона о  том, что "абсолютное время протекает  равномерно без всякого отношения  к чему-либо внешнему" обычно истолковывают  в смысле независимости времени  от движения. Однако, как видно из приведенных выше цитат, Ньютон говорит  о необходимости абстрагирования  от возможных неточностей равномерного хода любых часов. Для него абсолютное и математическое время являются синонимами!

Ньютон нигде не обсуждает  вопрос о том, что скорость течения  времени может отличаться в различных  относительных пространствах (системах отсчета). Безусловно, классическая механика подразумевает одинаковую равномерность  хода времени для всех систем отсчета. Однако это свойство времени кажется  настолько очевидным, что Ньютон, очень точный в своих формулировках, не обсуждает его и не формулирует  как одно из определений или законов  своей механики. Именно это свойство времени было отброшено теорией  относительности. Абсолютное же время  в понимании Ньютона по-прежнему присутствует в парадигме современной физики.

Перейдём теперь к физическому  пространству Ньютона. Если понимать под  абсолютным пространством существование  некоторой выделенной, привилегированной  системы отсчета, то излишне напоминать, что в классической механике его нет. Блестящее описание Галилеем невозможности определить абсолютное движение корабля — яркий тому пример. Таким образом, релятивистская теория и не могла отказаться от того, что в классической механики отсутствовало.

Тем не менее, у Ньютона  вопрос о соотношении абсолютного  и относительного пространства недостаточно ясен. С одной стороны, и для  времени, и для пространства термин "относительный" используется в  смысле "измеряемая величина" (постигаемая  нашими чувствами), а "абсолютный" — в смысле "её математическая модель":

"Абсолютное пространство  по самой своей сущности, безотносительно  к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и  неподвижным. Относительное есть  его мера или какая-либо ограниченная  подвижная часть, которая определяется  нашими чувствами по положению  его относительно некоторых тел,  и которое в обыденной жизни  принимается за пространство  неподвижное."

С другой стороны, в тексте присутствуют рассуждения о моряке на корабле, которые можно истолковать  и как описание выделенной системы  отсчета:

"Если же и сама  Земля движется, то истинное абсолютное  движение тела найдется по  истинному движению Земли в  неподвижном пространстве и по  относительным движениям корабля  по отношению к Земле и тела  по кораблю."

Таким образом, вводится понятие  абсолютного движения, которое противоречит принципу относительности Галилея. Однако абсолютное пространство и движение вводятся для того, чтобы тут же поставить под сомнение их существование:

"Однако совершенно  невозможно ни видеть, ни как-нибудь  иначе различать при помощи  наших 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 тела, принимаемого за неподвижное, определяем места вообще. Невозможно также определить истинный их (тел) покой по относительному их друг другу положению."

Возможно, необходимость  рассмотрения абсолютного пространства и абсолютного движения в нем  связана с анализом соотношения  инерциальных и неинерциальных систем отсчета. Обсуждая опыт с вращающимся  ведром, которое наполнено водой, Ньютон показывает, что движение вращения является абсолютным в том смысле, что его можно определить, не выходя за рамки системы ведро-вода, по форме  вогнутой поверхности воды. В этом отношении его точка зрения также  совпадает с современной. Недоразумение, выраженное в фразах, приведенных  в начале раздела, возникло из-за заметных отличий в семантике употребления терминов "абсолютное" и "относительное" Ньютоном и современными физиками. Сейчас, говоря об абсолютной сущности, мы подразумеваем, что она описывается  одинаковым образом для различных  наблюдателей. Относительные вещи могут  выглядеть по-разному для различных  наблюдателей. Вместо "абсолютное пространство и время" мы сегодня говорим "математическая модель пространства и времени".

"Поэтому воистину насилуют  смысл священного писания те, кто эти слова истолковывают  в нем."

Математическая структура  как классической механики, так и  релятивистской теории хорошо известна. Свойства, которыми наделяют эти теории пространство и время, однозначно следуют  из этой структуры. Туманные же (философские) рассуждения об устаревшей "абсолютности" и революционной "относительности" вряд ли приближают нас к разгадке Главной Тайны.

Теория относительности  по праву носит это название, так  как, действительно, продемонстрировала, что многие вещи, кажущиеся абсолютными  при малых скоростях, таковыми не являются при больших.

 

Заключение.

Проблема времени и  пространства всегда интересовала человека не только в рациональном, но и на эмоциональном уровне. Люди не только сожалеют о прошлом, но и боятся будущего, не в последнюю очередь потому, что неотвратимый поток времени влечет к их смерти. Человечество в лице своих выдающихся деятелей на протяжении всей своей сознательной истории задумалось над проблемами пространства и времени, немногим из них удалось создать свои теории, описывающие данные фундаментальные атрибуты бытия. Одна из концепций этих понятий идет от древних атомистов – Демокрита, Эпикура и др. Они ввели в научный оборот понятие пустого пространства и рассматривали его как однородное и бесконечное.

Пространство и время лежат в основе нашей картины мира.

Прошлый век - век бурного  развития науки был наиболее плодотворным в плане познания времени и пространства. Появление в начале века сначала специальной, а потом и общей теории относительности заложило основу современного научного представления о мире, многие положения теории были подтверждены опытными данными. Тем не менее, как показывает, в том числе и эта работа, вопрос познания пространства и времени, их природы, взаимосвязи и даже наличия во многом остается открытым.

Пространство считалось  бесконечным, плоским, "прямолинейным", евклидовым. Его метрические свойства описывались геометрией Евклида. Оно  рассматривалось как абсолютное, пустое, однородное и изотропное (нет  выделенных точек и направлений) и выступало в качестве "вместилища" материальных тел, как независимая  от них интегральная система.

Время понималось абсолютным, однородным, равномерно текущим. Оно  идет сразу и везде во всей Вселенной "единообразно синхронно" и выступает  как независимая от материалистических объектов процесс длительности.

По Ньютону, мир состоит  из материи, пространства и времени. Эти три категории независимы друг от друга. Материя размещается в бесконечном пространстве. Движение материи происходит в пространстве и времени.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

1. Рейхенбах Г. Философия пространства и времени. - М., 1985 г.
2. Исаак Ньютон. Математические начала натуральной философии. (перевод с латинского и комментарии А. Н. Крылова, предисловие Л. С. Полака). М: Наука, 1989,  стр. 32.
3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Пространство-время_теории_Ньютона