Исторические проблемы физики. Сила, масса, инерциальная система отсчета

“Нет, если массы ньютоновских объектов удовлетворяют условию , но ньютоновское расстояние при заданной точности измерений, определяемой ,удовлетворяет соотношению:

”.

При наличии в ньютоновских окрестностях тела 1 с массой не одного тела 2, а множества тел c массами местная ИСО может быть найдена по отдельности для каждой пары ,.

Если при этом тело 1 имеем массу , то его СО1 с учетом и заданной точности приближения может быть принята в качестве местной ИСО для каждой заданной пары.

При этом СО1 является совместной приближенной ИСО системы, образованной ньютоновскими взаимодействующими объектами.

Система Коперника

Именно такой случай обнаружен в масштабе солнечной системы, где тело 1 - Солнце, что и зафиксировано в гелиоцентрической системе описания движений небесных тел.

Открытие Коперника, до сих пор выражаемое в логически противоречивой форме: “Планеты обращаются вокруг Солнца” (поскольку движение относительно и определяется выбранной СО), в свете законов Ньютона выглядит иначе: “Солнце является ньютоновским объектом, масса которого много больше массы любой планеты, поэтому его СО1, с известной погрешностью приближения, может быть принята в качестве совместной ИСО солнечной системы”.

Действительно, для пары Солнце - Меркурий, , , :

,

.

Для пары Солнце - Земля, где , , аналогичные вычисления дают: , ; для пары Солнце-Юпитер, где , : , , и т.д.

Для трех указанных пар принятие СО1 в качестве приближенной местной ИСО сопровождается абсолютной погрешностью .

При этом относительная погрешность для данной пары ньютоновских объектов составляет: для пары Солнце-Меркурий: , для пары Солнце-Земля ; для пары Солнце-Юпитер .

Однако как бы ни была мала исходная погрешность приближения, соответствующая ей накопленная погрешность, например, при расчете текущего пространственного положения ньютоновских объектов определяется длительностью наблюдения и через определенный промежуток времени превысит погрешность определения фактического положения, что и обнаружится в виде несоответствия расчетному положению.

Поэтому истинная ИСО все же не является СО1 и все планеты вовсе не “обращаются вокруг Солнца”, а вместе с ним - вокруг общего центра масс солнечной системы, как раз и образующего истинную ИСО.

А как это излагается в учебниках физики?

В работе [ 1 ] выявлена ошибочность понимания первого закона Ньютона (закона инерции), определяющего траекторию инерционных движений.

Посмотрим теперь, как физика понимает ИСО. Приведем всего лишь один пример, отражающий это понимание.

Цитата:

“Из определения механического движения как простого перемещения явствует, что это перемещение может происходить лишь относительно каких-либо других материальных тел. Поэтому для того, чтобы получить возможность характеризовать движение какого-либо тела, прежде всего следует условиться, относительно какого другого тела (или группы неподвижных друг относительно друга тел) мы будем отсчитывать перемещение данного тела. Это тело (или группа тел) образует систему отсчета. Таким образом, каждое движение должно рассматриваться относительно какой-либо определенной системы отсчета. В разных случаях система отсчета может выбираться различным образом, но определенно характеризовать данное движение мы можем, только твердо выбрав систему отсчета. Например, бросив какой-либо предмет, мы можем рассматривать его движение относительно комнаты; в этом случае систему отсчета образуют стены, пол и другие части комнаты. Мы можем, однако, рассматривать движение того же тела и относительно Солнца или какой-либо определенной звезды, только мы должны вперед точно условиться, относительно чего именно мы рассматриваем движение нашего предмета” [ 2 ] (с. 17).

Здесь ключевая фраза “перемещение может происходить лишь относительно каких-либо других материальных тел”, а ключевое слово “лишь”. Этим все сказано.

Другими словами, движение относительно нематериальной точки пространства в этом мировоззрении даже не мыслится. И это сказано через 3 века после Ньютона! Что означает все еще не состоявшееся понимание смысла ньютоновского переворота. Не только самим Ньютоном, но, к сожалению, и нашими современниками.

Еще цитата:

“Останавливаясь более подробно на первом законе Ньютона, надо поставить вопрос: относительно какой системы отсчета (какой координатной системы) устанавливается тот покой или то равномерное и прямолинейное движение, о котором идет речь в первом законе Ньютона. Сам Ньютон подразумевал, что речь идет о некотором абсолютном движении в абсолютном пространстве. Он писал: “Абсолютное пространство по всей своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным… Абсолютное движение есть перемещение тела из одного абсолютного его места в другое”. Такая точка зрения метафизична и не соответствует действительности. Свойства объективно существующего реального пространства определяются самой материей. Положение тел и их движение, как мы уже подчеркивали, могут быть определены лишь относительно других материальных тел; по отношению к различным телам одно и то же тело может двигаться по-разному.

Наблюдения показывают, что первый закон Ньютона справедлив не по отношению к каждой системе отсчета. Рассмотрим несколько примеров. Положим, что системой отсчета является прямолинейно и равномерно движущийся вагон. Тогда, если отвлечься от сотрясений, первый закон Ньютона выполняется: покоящиеся относительно вагона тела не приходят в движение без воздействия на них со стороны других тел и т.д. Но стоит вагону начать заворачивать, тормозить или ускорять ход, как появятся явные нарушения первого закона Ньютона: покоившиеся до того тела могут отклониться или упасть без видимого воздействия на них со стороны окружающих тел. Возьмем в качестве системы отсчета земной шар; в этом случае первый закон Ньютона выполняется гораздо точнее, чем в случае движущегося вагона, где даже при равномерном движении сказывается тряска, но и здесь достаточно тонкие наблюдения над некоторыми процессами (качание маятников, распространение воздушных и океанских течений и т.д.) выявляют отклонения от первого закона Ньютона или, вернее, от следствий из него. Но если мы выберем в качестве системы отсчета гелиоцентрическую систему, начало которой помещено на Солнце, а оси направлены на определенные звезды, то в таком случае первый закон Ньютона выполняется практически вполне точно. Система отсчета, по отношению к которой выполнен первый закон Ньютона, носит название инерциальной системы. Сам первый закон Ньютона иногда называется принципом инерции.

Как указано, инерциальной системой практически вполне точно является гелиоцентрическая система; инерциальной будет также и всякая система, движущаяся относительно нее равномерно и прямолинейно.

Всякая же система, имеющая относительно одной из инерциальных систем ускорение, сама не будет инерциальной” (там же, с. 45).

Отвлечемся от выбранного сомнительного примера прямолинейного движения, образуемого двумя вращениями - относительно центра Земли и вместе с ней - относительно Солнца.

А также и от того, что является отрицательной чертой науки: еще не выяснив толком, что это такое, сразу же начинать вести речь о разных его видах. Применительно к ИСО - рассуждать о других ИСО. Как будто только о них еще и осталось что-то там еще выяснить. Этим намеренно затуманивается вопрос о незнании смысла самой ИСО, ИСО как таковой. Хотя бы одной из них. Что и называется уходить от вопроса.

В рассматриваемом примере интересно принятие вагона в качестве ИСО.

Если бы дело происходило в открытом пространстве, то это, вообще говоря, могло бы быть допустимо. Если, например, масса вагона 10 т, а масса тела 1 кг и оба они представлены точечной телами, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга (а вовсе не помещением малого тела внутри большого, возможно, вблизи его центра масс). Только лишь в этом случае ИСО с известной точностью действительно может быть представлена СО вагона. Но дело то в том, что это происходит вовсе не в открытом пространстве, а на поверхности Земли, роль которой полностью упущена. Она же такова, что ИСО является СО именно Земли. Как раз поэтому в отсутствие трения выдергивание вагона из-под тела не изменяет положение этого тела в ИСО. Что и образует перемещение тела, покоящегося в ИСО, относительно вагона.

Так же неверно принятие СО Солнца в качестве ИСО. Солнце, конечно, гораздо массивней Земли, но и расстояние до него настолько превышает земной радиус, что создаваемое им ускорение 0,6 см/с2 пренебрежимо в сравнении с ускорением 980 см/с2, создаваемым Землей.

Здесь правильный ответ может быть только один. ИСО в данном случае является только СО Земли, именуемой также птолемеевской СО.

Оба эти неверных утверждения остаются незамеченными лишь потому, что никому и в голову не приходит посмотреть на них повнимательней, а не вполглаза.

Вот что еще в этом тексте привлекает внимание. В качестве ИСО принимается то Земля, а вместе с ней, стало быть, и система Птолемея, вроде бы опровергнутая Коперником, то Солнце и вместе с ним система Коперника. При этом остается совершенно не ясным, как и когда совершается переход от одной системы к другой. Поскольку победившими коперниканцами строжайшим образом табуировано даже само упоминание о том, что “опровергнутая” система Птолемая и до сих пор вовсю применяется в масштабе Земли, достигая даже Луны. Притом что и сама система Коперника верна лишь для планет солнечной системы, а вовсе не для звезд, взаимодействующих с Солнцем. Или Галактики, где Солнце само является такой же “планетой”. Не говоря уж об атомарных или внутриатомных движениях, в которых понятие ИСО и вовсе неясно. Тут даже придумано целое “объяснение”: в таком масштабе законы классической механики уже почему-то не действуют. Что попросту означает: сие покрыто мраком тумана.

И в заключение

Птолемей и Коперник, будучи, вероятно, современниками [ 3, 4 ], имели, в сущности, одинаковое мировоззрение, свойственное своему времени. Принять ли Землю или же Солнце в качестве неподвижной СО в общем-то не существенно.

Но даже и сам Ньютон, фактически учредивший принципиально иную ИСО, тоже, конечно, не понимал радикального значения ее открытия. Понятно почему.

Первый из его законов просто неверен, а третий является всего лишь определением физической величины силы. Четвертый же - закон всемирного тяготения стоит и вовсе особняком, без понимания его теснейшей связи с тремя другими.

Из их совокупности вытекает, что истинная ИСО вовсе не является неподвижной, а наоборот движущейся, причем ускоренно, относительно каждого из взаимодействующих тел!

В этом и состоит величайшее мировоззренческое открытие, понимание которого до сих пор еще не достигнуто.

А “неподвижные” земная или напротив солнечная СО - это всего лишь частные случаи “правильного” соотношения взаимодействующих масс и пространственного масштаба.

Птолемеевская система образована частью пространства, примыкающей к любому материальному объекту.

Она имеется даже у галилеевских объектов, хотя и вырождается в пленку нулевой толщины, покрывающей их поверхность.

У ньютоновских объектов это уже не пленка, а окружающая их сферическая часть пространства. С птолемеевским радиусом Rп, определяемым массой mн ньютоновского объекта. Расположенного в ее центре.

В масштабе Rп действие ньютоновских объектов на галилеевские объекты превышает действие Солнца. Поэтому здесь по-прежнему верна система Птолемея. И в этом масштабе она никогда не была и не может быть опровергнута никакими Коперниками.

И точно так же в коперниковском большом масштабе Rк (масштабе солнечной системы), где солнечное воздействие превышает воздействие всех прочих ньютоновских объектов, с заданной точностью верна система Коперника. И ее тоже не опровергнет и не может опровергнуть никакой Птолемей. Но только за вычетом локальных частей пространства, примыкающих к самим ньютоновским объектам. Образующих множество птолемеевских зон.

Другими словами, система Коперника не является непрерывной. Охватываемое ею пространство напоминает головку сыра, содержащую множество планетарных “дыр” с центрами, образованными ньютоновскими объектами. Внутреннее пространство которых описывается системами Птолемея, независимыми между собой.

В этом и только этом смысле можно говорить о том, что система Коперника действительно опровергла систему Птолемея. Ошибочно экстраполируемую в чрезмерно большой для нее масштаб солнечной системы. Вблизи же ньютоновских объектов система Птолемея нисколько не пострадала, и можно даже сказать, что в точности так же опровергает систему Коперника. Добавим, что система Птолемея образована множеством локальных фрагментов, примыкающих к каждому ньютоновскому объекту. Обстоятельство, возможно, и вовсе не замечаемое участниками физических споров.

А в общем случае не правы оба, т.к. истинная ИСО не является ни земной, ни солнечной СО.

Поэтому исторический спор Птолемея-Коперника остается не завершенным до выяснения диапазонов масс и пространственного масштаба, в пределах которых каждая из систем с известной точностью является справедливой.

Это выяснение ставит, наконец, точку в этом затянувшемся и неадекватном историческом споре.

Список литературы

www.sciteclibrary/rus/catalog/pages/8444.html .

С.Э.Фриш, А.В. Тиморева “Курс общей физики” Том I. Физические основы механики. Издание шестое, исправленное. Государственное издательство технико-теоретической литературы, Москва, 1955.

Г.В. Носовский, А.Т. Фоменко “Реконструкция всеобщей истории. Исследования 1999 – 2000 годов, Новая хронология” ФИД “Деловой экспресс”, Москва, 2000, с. 378 -379.

Г.В. Носовский, А.Т. Фоменко “Введение в Новую Хронологию (Какой сейчас век?)”, Изд. “Крафт”, Москва, 2001, с. 98.