Перенесемся в 1632 год, когда вышла в свет книга Галилея “Диалог о двух главнейших системах мира – птолемеевой и коперниковой”. Именно Галилею приписывался и приписывается до сих пор так называемый принцип относительности. В современной формулировке он выглядит так: 1) любые механические процессы протекают одинаково как в покоящихся СО, так и в движущихся равномерно и прямолинейно; 2) никакими механическими опытами нельзя установить, покоится ли данная СО или движется равномерно и прямолинейно. Традиционное разъяснение данной формулировки (со ссылками на Галилея) таково: если на движущемся прямолинейно и равномерно корабле отпустить камень с мачты, то он падает так же, как и на неподвижном корабле – к подножию мачты. Действительно, именно этот опыт Галилей считал, и небезосновательно, контрдоводом против аристотелева доказательства неподвижности Земли: Земля неподвижна, поскольку в противном случае любое тело, отпущенное с некоторой высоты, падало бы не в основание перпендикуляра к земной поверхности, опущенного из точки первоначального расположения тела, а несколько в стороне.

Но, к несчастью, этот опыт Галилея не имеет никакого отношения к приведенной выше формулировке. Потому что корабль – это не СО, а тело! СО может быть связана с телом, но в ней может рассматриваться также и движение тел, вовсе не связанных механически с кораблем. Все тела, находящиеся на корабле, находящемся в состоянии равномерного и прямолинейного движения, уже вовлечены в это движение корабля (за счет сил притяжения Земли – в первую очередь, и затем за счет сил трения и сил упругости) и поэтому вкупе с кораблем составляют некоторую целостность, для которой только и справедлива приведенная выше формулировка! Но эта целостность по определению не есть СО! Понимая это, Детлаф так формулирует принцип относительности Галилея: “равномерное и прямолинейное движение замкнутой системы (но не СО!) не влияет на ход протекающих в ней (в СО протекают все процессы, так как она по определению незамкнута) механических процессов.” [1] Именно это и обнаружил Галилей, но никак не то, что ему приписывается.

Традиционная формулировка ЗН-2 выглядит так: “сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение.” И немного дальше – оговорка: “второй закон Ньютона выполняется только в инерциальных системах отсчета”.[2] В связи с этим возникает констатация: неИСО в механике объявлены вне закона. (Иначе говоря, они считаются как бы некондицией для механики. Вследствие своей исключительности. Но не странно ли это?) Но кроме этой констатации возникает, к счастью, также и вопрос: а что такое инерциальная СО?

Если мы дефинируем инерциальную СО как равномерно и прямолинейно движущуюся СО (как это обычно и делается), то сразу возникает вопрос: а в какой СО рассматривается ее движение? И такие вопросы будут возникать до бесконечности, что заставит усомниться в возможности определения понятия “инерциальная СО”, которое фигурирует во всех без исключения формулировках принципа относительности. Видимо, понимая это, И.К.Кикоин так формулирует 1-ый закон Ньютона: “инерциальные СО существуют”.[3] И все. Хотя в оригинальной, ньютоновской, формулировке это звучало более открыто: всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку (!) оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние”. [4] И никаких вам систем отсчета! Последнее обстоятельство приводит к мысли, что СО и тем более ИСО – это уже позже навязанные неизвестно кем понятия, неведомые ни Галилею, ни Ньютону. То же самое относится и к неизвестно кем открытому принципу относительности. 

Если мы не уверены, что наша СО не находится в покое (а именно это заставляет нас говорить об относительности наших измерений координат и кинематических характеристик тел и вводить так называемые преобразования координат, вида x1=x-v*t), то почему мы уверены вдруг, что мы находимся в так называемых ИСО? Ведь что такое ИСО? Это КЛАСС (подмножество) СО, выделяемый преобразованием x1=x-v*t.

Поэтому по сути дела это фикция. Объясню почему. Представьте, что мы находимся с некоей СО. И видим, что другая СО движется относительно нас равномерно и прямолинейно. Здорово! - говорим мы. Что нас заставляет так радоваться? Да то, обнаружение равномерно и прямолинейно движущейся относительно нас СО приводит нас к заключению, что и наша СО такая же. То есть она равномерно и прямолинейно движется, то есть она ИСО. Но относительно чего она так движется? Правильно, относительно той (“хорошей”) СО, которую мы заприметили. И очевидно, что найдутся еще много таких хороших СО, которые все относительно друг друга движутся хорошо, то есть равномерно и прямолинейно. Но отсюда вовсе не следует, что все они - ИСО. Потому что они только относительно друг друга такие хорошие, инерциальные.

Короче говоря, для тех кто с математикой в ладах, это понятно и не вызывает сомнений. Нет абсолютно никаких оснований делить СО на хорошие (инерциальные) и плохие (неинерциальные). Потому что сделать это невозможно!

Итак, понятие ИСК (как некоего абсолютного класса СК) – фикция, потому что понятие ИСК имеет ненулевой объем только как функция от некоторой конкретной СК (можно даже сказать, что понятие ИСК - относительно). Берется одна СК – получается одно множество ИСК, берется другая СК – получается другое множество ИСК. ИСК – это все те СК, которые движутся по отношению к данной СК равномерно и прямолинейно.

Таким образом ИСК вообще не существует! А ведь именно понятие ИСК вообще и положено в основу тезиса о сохранности вида законов механики в ИСК (принципа относительности).

Представьте ситуацию: поезд резко тормозит и ваш чемодан падает со 2-ой полки прямо на вашего попутчика (или на вас). Что на чемодан действовало? Какая сила вызвала соскальзывание чемодана с полки? Сила инерции. Казалось бы, что в этом необычного? То, что сила существует, но она не вызвана действием на чемодан какого-либо тела. Почему необходимо, чтобы источником силы было какое-либо тело? В соответствии с ЗН-3. А раз так, то сила инерции (в данном случае) – не сила, а квазисила. А значит исчезает и “законная” причина ускоренного движения чемодана. СО, связанная с поездом является неинерциальной (то есть плохой с точки зрения механики) – это и есть единственная причина столь странного поведения чемодана. Но это – всего лишь констатация, а не объяснение.

Возьмем теперь другую ситуацию: чемодан соскользнул с полки и под действием силы тяжести падает. Действие силы тяжести сообщает ему ненулевое ускорение. А поскольку сила инерции = -масса*ускорение, то на чемодан при этом действует также и сила инерции.

Но это – уже другая (по сравнению с первым случаем) сила инерции. Назову ее собственной силой инерции чемодана. В 1-ой же ситуации мы говорили о несобственной силе инерции чемодана. Она обусловлена не силой, действующей на чемодан, а торможением поезда (поскольку действует на чемодан в течение всего процесса торможения поезда, независимо от того что происходит с чемоданом).

При торможении поезда несобственная сила инерции чемодана равна собственной силе инерции поезда (которая возникает вследствие действия на колесные пары тормозных колодок, то есть некоего тела)! В ситуации свободного падения иное: собственная сила инерции чемодана равна силе тяжести, действующей на чемодан (со стороны Земли). Коротко: 1)собственная сила инерции тела – сила инерции, обусловленная действием на тело некоторых сил (со стороны других тел); 2)несобственная сила инерции тела – это сила инерции, обусловленная наличием собственной силы инерции у тела, механически взаимодействующего с 1-ым телом.

Вывод: ЗН-2 справедлив во всех СК, а не только в так называемых ИСК. Аргументы:

1)ИСК как таковых не существует; 2)ускорение инерции чемодана (относительно поезда) равно -ускорению поезда в любой СК, в которой ускорение чемодана равно 0.

(Доказательство. Пусть a, b, c – точки. Будем обозначать r – радиус-вектор, v - скорость, A – ускорение. Тогда чисто геометрически r(a/c) = r(a/b) + r(b/c). Дифференцируя по времени, получим: v(a/c) = v(a/b) + v(b/c) (закон относительности скоростей). Еще раз дифференцируя по времени: A(a/c) = A(a/b) + A(b/c) (закон относительности ускорений). Теперь остается в последней формуле положить, что A(a/c) = 0. В итоге имеем A(a/b) = -A(b/c). Остается теперь для ясности представить, что a - чемодан, b - поезд, c - земля. Вот она, загадочная причина появления несобственной силы инерции, действующей на чемодан!)

3)ускорение тоже относительно (а не абсолютно, как обычно почему-то принято считать). Значит и значение силы инерции – относительная величина.

С какой стати в основу преобразований Лоренца положено преобразование Галилея (x1=x-v*t)? А с такой, что в классической механике так называемые ИСК считаются особыми. В том плане, что только в них законы механики якобы сохраняют свой вид.

Почему с самого начала я сосредоточил свое внимание на силе инерции? Да потому, что для сохранности каких законов механики требуется инерциальность СК (являющаяся, как я показал фикцией)? Для сохранности тех законов, в которых сила инерции считается квазисилой. Но до сих пор в механике не было иных законов. Потому и появились сначала исключительность ИСК, затем принцип относительности, а на его базе и преобразования Лоренца! Но в механике наконец-то должны быть другие законы. То есть такие, вид которых сохраняется в любых СК. Что окончательно выбьет почву из под преобразований Лоренца, на которых и основана (в своей кинематической части) релятивистская механика под названием СТО.

Казалось бы, на этой патетической ноте мне и придется закончить. Но. Обратите внимание на формулировку ЗН-1 самим Ньютоном и формулировку этого же закона (считающуюся традиционной), приведенную в [2]. Повторю их еще раз:

Традиционная: “существуют такие СО, относительно которых поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела (подчеркнуто мной – М.К.)”

Оригинальная: “всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку (!) оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние”.

Вот уж поистине чудеса! Одно только добавленное (в формулировку Ньютона ) неизвестно кем слово (“тела”) дало нам историю на целых 315 лет. Которая закончилась только сегодня.

1. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. – М.: Наука, 1977.
2. Кабардин О.Ф. Физика: Справ. материалы. – М.: Просвещение, 1988.
3. И.К.Кикоин, А.К.Кикоин. Физика, 9 класс.
4. Голин Г.М., Филонович С.Р. Классики физической науки: Справ.пособие. – М.: Высш. шк., 1989.

Защита интеллектуальной собственности и авторских прав Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения. Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков. Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр. Точные науки и дисциплины Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации. Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение. Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики. Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях. Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им. Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства. Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы. Мозговой штурм Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора. Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда. Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике. Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении. Взгляд в будущее и настоящее Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности. Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний. Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества... Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения. Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете. Гуманитарные науки и дисциплины Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий. Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран. Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными. Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить. Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Назад