Пространство-время теории Ньютона

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Абсолютное пространство — в классической механике — трёхмерное евклидово пространство, в котором выполняется принцип относительности и преобразования Галилея.

Термин введён Ньютоном (вместе с концепцией абсолютного времени) в «Математических началах натуральной философии». Пространство и время у него выступают в качестве универсального вместилища, обладающего отношениями порядка и существующие независимо как друг от друга, так и материальных тел:

…время и пространство составляют как бы вместилища самих себя и всего существующего. Во времени все располагается в смысле порядка последовательности, в пространстве — в смысле порядка положения. По самой своей сущности они суть места, приписывать же первичным местам движения нелепо. Вот эти-то места и суть места абсолютные, и только перемещения из этих мест составляют абсолютные движения[1].

Вместе с тем, Ньютон отмечает нечёткость обыденной терминологии:

Время, пространство, место и движение составляют понятия общеизвестные. …эти понятия обыкновенно относятся к тому, что постигается нашими чувствами. Отсюда происходят некоторые неправильные суждения, для устранения которых необходимо вышеприведенные понятия разделить на абсолютные и относительные, истинные и кажущиеся, математические и обыденные[2].

В качестве такого математического понятия Ньютон ввёл выделенную инерциальную систему отсчёта, относительно которой и происходит абсолютное движение, не считая её физической реалией, но говоря о возможности привязки к каким-либо «неизменным» объектам — например, к неподвижным звёздам.


Математическая модель[править | править вики-текст]

В отличие от пространства и времени Аристотеля, пространство-время Ньютона уже нельзя рассматривать как \mathbb{E}^3 \times \mathbb{E}^1. В первую очередь это связано с отсутствием в теории Ньютона понятия абсолютного движения. Например, если вы находитесь в инерциальной системе отсчёта, то никакими опытами не сможете выяснить, движется ли она равномерно и прямолинейно относительно какой-либо другой ИСО или нет. Поэтому невозможно установить соответствие между точкой пространства, в которой вы находитесь в данный момент времени и точкой пространства из прошлого. Поскольку теория Ньютона допускает существование сколь угодно больших скоростей, каждой точке пространства в момент времени ~t_1 может соответствовать любая точка пространства в момент времени t \ne t_1. Поэтому каждому моменту времени можно поставить в соответствие «своё» пространство. Таким образом, пространство-время Ньютона — это расслоенное пространство с базой \mathbb{E}^1, представляющей абсолютное время и слоем \mathbb{E}^3, представляющим относительное пространство.[3]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Исаак Ньютон. Математические начала натуральной философии. (перевод с латинского и комментарии А. Н. Крылова, предисловие Л. С. Полака). М: Наука, 1989, ISBN 5-02-000747-1, стр. 32.
  2. Ibid., стр. 30.
  3. Роджер Пенроуз. Путь к реальности или законы, управляющие вселенной. Полный путеводитель. (перевод с английского А. Р. Логунова и Э. М. Эпштейна). Ижевск: Институт компьютерных исследований, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2007. — 912 с. ISBN 978-5-93972-618-4, стр. 334.