Чайники Рассела - страница 12
Классическая относительность движения заключается в том, что в вакууме (пустоте) нельзя определить состояние движения какого-либо тела. Никто не может заявить, что его скорость в вакууме равна столько-то км/час и определить направление движения. Действительно, если представить единственный объект в космосе, то, как можно определить, с какой скоростью он движется и в каком направлении? Ведь вокруг пустота. Относительно пустоты скорость измерить невозможно, как и направление движения. Нельзя сказать, покоитесь вы, или двигаетесь в вакууме. Оговорюсь, что тут подразумевается тождественность понятий вакуум и пустота. Если полагать, что в вакууме находится, кроме единственного тела, еще объект – допустим, разряженный газ, то это другой случай, где можно мерить скорость относительно этого газа.
Скорость измерить можно лишь относительно другого объекта. Например, земля движется относительно солнца с определенной скоростью, луна движется относительно земли с орбитальной скоростью примерно километр в секунду.
Направление движения, траектория и скорость – все относительные понятия. Движение одного тела можно рассматривать только как относительное перемещение в сравнении с другим телом.
Эйнштейн показывал любопытный пример с падающей монеткой. Когда пассажир в трамвае роняет монетку, то монетка для него падает вертикально вниз с известным ускорением. Для пешехода, стоящего на остановке, монетка падает по дуге – к вертикальному падению добавится скорость автобуса. А если представить себе наблюдателя на солнце, то траектория монетки для него будет еще сложнее, поскольку придется учесть орбитальное и вращательное движение земли, которое принимает падающая в автобусе монетка.
В этом суть классического представления об относительности движения, которое отрицает абсолютное движение любого тела, т. е. движение в вакууме. Движение, противоположное относительному, называется абсолютным.
Представления об относительности движения уходят своими корнями вглубь истории, а тогда земля считалась центром мира, и подобные мысли в свое время пошатнули геоцентрическую модель с неподвижной землей.
Вот что писал Джордано Бруно.
«Как это заметили древние и современные истинные наблюдатели природы, и как это показывает тысячью способами чувственный опыт, мы можем заметить движение только посредством известного сравнения и сопоставления с каким-либо неподвижным телом. Так, люди, находящиеся в середине моря на плывущем корабле, если они не знают, что вода течёт, и не видят берегов, не заметят движения корабля. Ввиду этого можно сомневаться относительно покоя и неподвижности Земли. Я могу считать, что если бы я находился на Солнце, Луне или на других звёздах, то мне всегда казалось бы, что я нахожусь в центре неподвижного мира, вокруг которого вращается всё окружающее, вокруг которого вращается этот окружающий меня мир, в центре которого я нахожусь».
Во времена Ньютона вращение уже считалось абсолютным, так как наука имела представление о размерах вселенной, и признавать относительным вращение земли было неразумно – ведь такое представление заставляет все галактики вращаться вокруг земли ежесуточно. И об относительности стали говорить, как о прямолинейном движении.
Ньютон так сформулировал принцип относительности:
«Относительные движения друг по отношению к другу тел, заключённых в каком-либо пространстве, одинаковы, покоится ли это пространство, или движется равномерно и прямолинейно без вращения».
Сегодня относительным движением принято считать прямолинейное равномерное движение, что, вероятно, связано с решением парадокса Близнецов.
Надо понимать, что все практические расчеты строятся на конкретных измерениях скоростей, будь то движение тел на земле, или орбитальные движения планет и спутников. Ведь никто не станет утверждать, двигаясь, к примеру, на автомобиле, что его автомобиль неподвижен и относительно него движется и земля, и вообще весь мир. Практические рассуждения такого рода бессмысленны. Но, надо отдать должное классике – во времена господства геоцентризма это была прогрессивная и дерзкая мысль.