11. Ньютон: механика земных и небесных тел, закон всемирного тяготения, законы динамики, представления о пространстве и времени.

все методы, знания и идеи предыдущего поколения унаследовал Исаак Ньютон и создал теорию, которая на два столетия определила развитие науки. Создав стройную теоретическую систему знания (ньютоновскую механику), он завершил постройку фундамента нового классического естествознания.

28 апреля 1686 года – одна из величайших дат в истории человечества. В этот день Ньютон представил Лондонскому королевскому обществу свою новую всеобщую теорию – механику земных и небесных процессов.

В основе классической механики Ньютона лежит система взглядов на пространство и время.

Ньютон, раскрывая сущность времени и пространства, характеризует их как «вместилища самих себя и всего существующего. Во времени все располагается в смысле порядка последовательности, в пространстве – в смысле порядка положения».

Классическая механика была изложена Ньютоном в книге «Математические начала натуральной философии». Ньютоновская концепция пространства и времени, на основе которой строилась физическая картина мира, оказалась господствующей вплоть до конца 19 века.

Основные положения этой картины мира заключаются в следующем.

• Пространство считалось:

  • бесконечным,

  • плоским или евклидовым (его метрические свойства описывались геометрией Евклида).

  • пустым,

  • абсолютным (не зависящим от состояния движения тела отсчета),

  • однородным (нет выделенных точек),

  • изотропным (нет выделенных направлений).

Пространство выступало как «вместилище» материальных тел.

• Время понималось:

  • однородным,

  • равномерно текущим (оно идет сразу и везде во всей Вселенной «единообразно и синхронно» и выступает как независимый от материальных объектов процесс длительности),

  • абсолютным (не зависящим от состояния движения тела отсчета).

В механике Ньютона время абсолютно, абсолютна и одновременность во всей Вселенной. Это послужило основой для теории дальнодействия. В качестве дальнодействующей силы выступало тяготение, которое мгновенно и прямолинейно распространяло силы на бесконечные расстояния.

Кроме основных представлений о пространстве и времени она содержала:

1. Понятия массы, силы, инерции, ускорения.

2. Основные законы движения материальной точки.

3. Закон всемирного тяготения.

4. Принцип относительности и закон сложения скоростей Галилея.

.

В механике Ньютона движение тела происходит по строго определенным траекториям, то есть всегда можно одновременно измерить его координаты и его скорость (или импульс).

Большинство явлений, происходящих в природе, подтверждали справедливость построенной Ньютоном механистической картины мира.

Подлинным триумфом ньютоновской теории и картины мира стало открытие в 1846 году восьмой планеты Солнечной системы – Нептун. Как это произошло? Еще в конце 18 века астрономы заметили, что траектория движения планеты Уран не совпадает с траекторией, предсказанной законом всемирного тяготения. Это несовпадение пытались объяснить по-разному: столкновением Урана с кометой или неточностью закона всемирного тяготения (даже были попытки изменить его). Наконец была высказана гипотеза о влиянии более далекой планеты. Два математика и астронома Джон Адамс¹ и Урбен Леверье² независимо друг от друга с помощью закона всемирного тяготения Ньютона рассчитали траекторию гипотетической планеты. 23 сентября 1846 г. берлинский астроном Готфрид Галле³ обнаружил ее.