Пространство в классической механике

Пространство в классической механике

Астронавт в околоземном пространстве

Что такое пространство? Первое, что приходит в голову: это нечто такое, что вмещает в себя всё и вся. У древних греков пространство было ограничено с одной стороны Землей, с другой — хрустальной сферой неба. По этой сфере перемещались небесные светила во главе с Солнцем, вращаясь вокруг нашей планеты. Иными словами, Земля считалась центром Вселенной.

Однако не все люди верили в такое устройство мироздания. Джордано Бруно «разбил небесную сферу», предположив, что космос — это бесконечное пространство, заполненное небесными телами. В нем нет никакого центра, которым ранее считали Землю. В дальнейшем понятие физического пространства стало более четким и научно обоснованным благодаря усилиям Иоганна Кеплера, Рене Декарта, Галилео Галилея и Исаака Ньютона.

В науке, созданной этими учеными и названной классической механикой, пространство существует само по себе, не зависит от того, что в нем происходит, остается всегда одинаковым и неподвижным. Из-за этих свойств его назвали абсолютным (от латинского слова absolutus — «безусловный, неограниченный, безотносительный»).

Исаак Ньютон изучает природу света с помощью стеклянной призмы

Пребывающие в таком пространстве материальные тела занимают его часть, то есть имеют некоторую протяженность в этом пространстве (например, спичечный коробок — длину, ширину и высоту). Поскольку очевидно, что тела способны трансформироваться, может меняться и отведенное им пространство (то есть размеры тел). Поэтому его назвали относительным.

Объектами исследований не были реальные предметы, которые могли двигаться самым причудливым образом и тем самым чрезвычайно усложнить исследования. Тогда задачу упростили: вместо настоящих, физических тел ввели понятие материальной точки, или частицы. Это объект очень малых размеров, имеющий массу. Слово «материальная» подчеркивает отличие этой точки от геометрической. Геометрическая точка не обладает никакими физическими свойствами. А материальная может иметь не только массу, но и электрический заряд и другие физические характеристики.

После этого Вселенную видели так: абсолютное пространство, которое заполнено материей, представленной двигающимися маленькими неразрушимыми частицами. Неизменным во все времена считался и весь мир, неведомо когда приведенный кем-то в движение. Исаак Ньютон, например, считал, что Богом.