Файл: Веселовский, И. Н. Николай Коперник, 1473 - 1543.pdf

счета. Но в области динамики к возможным систе­ мам отсчета предъявляются некоторые вполне опре­ деленные дополнительные требования.

Вернемся к начальным стадиям развития механи­ ки, когда были в ходу представления о «естествен­ ном» и «насильственном» движении. Естественными движениями назывались те, которые не требовали приложения силы — совершались по инерции. Си­ стемы отсчета, к которым эти движения относились, должны были иметь три, а с учетом времени даже четыре координатные оси и двигаться таким образом, чтобы их точки перемещались кратчайшим путем, по так называемым геодезическим кривым. Если наблюдаемые тела перемещались по таким кривым и притом в кратчайшие промежутки времени, то ни­ каких посторонних воздействий (сил) не требова­ лось: тело совершало естественное движение и соот­ ветствующая система отсчета могла быть выбрана в качестве основной и считаться неподвижной.

Рассмотрим с этой точки зрения системы Птоле­ мея и Коперника. Естественным движением «над­ лунного мира», т. е. небесных тел, как в древности, так и во времена Коперника считалось равномерное круговое движение. Если рассматривать движения планет по отношению к Солнцу, то наблюдения по­

вым орбитам с постоянной скоростью, иными слова­ ми, движения планет будут совпадать с естествен­ ными движениями в рассматриваемой системе отсче­ та. Если же движения плапет относить к «непод­ вижной» Земле, то они будут изображаться при помощи эксцентров и эпициклов, т. е. их нельзя будет рассматривать как естественные. Отсюда сле­ дует, что Солнце можно рассматривать как непо­ движное, а Землю — нет и, следовательно, в качест­ ве начала системы отсчета должно быть выбрано Солнце. Конечно, нельзя сказать, что Коперник рас­ суждал именно так, но с нашей точки зрения его рассуждения должны были сводиться к этому.

Кроме круговых, к естественным в древности так­ же относили движения, совершавшиеся по верти­ кальной прямой, например падение тяжелых тел.

410

Но со времен Галилея стало Известно, что эти Дви­ жения совершаются равноускоренно и под дейст­ вием силы тяжести — если устранить силу тяжести, то движение станет равномерным и сможет совер­ шаться не только по вертикали, но и по любой пря­ мой. Эти соображения привели Ньютона (а еще до него Декарта) к представлению о том, что движе­ ния материальной точки, совершающиеся без воз­ действия сил, должны быть прямолинейными и рав­ номерными; тем самым определялись и требования, которым должна была удовлетворять основная си­ стема отсчета: она должна совершать поступатель­ ное равномерное и прямолинейное движение. Таких систем отсчета могло быть бесконечное множество, но только их можно было рассматривать как инер­ ционные: требование абсолютной неподвижности си­ стемы отсчета отпадало (таким образом устранялись

ивозражения, выдвинутые Гюйгенсом против аксиом движения Ньютона).

Дальнейшее развитие этой проблемы осуществля­ лось следующим образом. Требование равномерности

ипрямолинейности инерционного движения мате­ риальной толки давало определение понятию силы: сила есть то, что изменяет это движение, сообщает точке ускорение. Так сложилась классическая меха­ ника Ньютона, в которой переход от одной возмож­ ной инерционной системы отсчета к другой совер­ шался при помощи так называемых галилеевых пре­ образований уравнений координат; к трем коорди­ натам аналитической геометрии прибавлялось требование одинаковости течения времени.

Механика Ньютона не вызывала никаких возра­ жений до конца XIX в. Впервые ей был нанесен удар результатом опыта Майкельсона; галилеевы преобразования уравнений координат пришлось за­

менить преобразованиями Лоренца, в которых вво­ дилось четвертое уравнение, связывающее времена в обеих координатных системах: радиус-вектор трех координат превратился в четырехмерный вектор. Когда была создана релятивистская механика, по­ явилось новое определение силы, характеризующее ее действие свойствами пространственно-временной совокупности, в которой движутся материальные

411

ОСНОВНЫЕ ДАТЬ! ЖИЗНЙ И ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НИКОЛАЯ КОПЕРНИКА

413

его точное положение

1522* 27 сентября Наблюдает параллакс Луны при помощи трикветрума

415