Читать онлайн «Механика как геометрия»

як И. Л. Розенталь помприя АКАДЕМИЯ НАУК СССР Серия «Наука и технический прогресс» Основана в 1973 году И. Л. Розенталь МЕХАНИКА КАК ГЕОМЕТРИЯ Ответственный редактор доктор физико-математических наук Ю. П. НИКИТИН МОСКВА «НАУКА» 1990 ББК 22. 632 Р64 УДК 524. 8 Рецензенты доктор физико-математических наук В. В. УСОВ, доктор физико-математических наук А. Д. ЧЕРНИН Scan AAW Розенталь И. Л. Р 64 Механика как геометрия. —М. : Наука, 1990. — 94 с. ил. — (Серия «Наука и технический прогресс»). ISBN 5-02-000188-0 В книге анализируется обусловленность классической механики (включая теорию относительности) физической геометрией пространства-времени. Предлагается вывод динамических уравнений из характеристик пространства-времени. Отмечаются и анализируются некоторые проблемы релятивистской теории макроскопических тел. Издание адресовано читателям, интересующимся фундаментальными проблемами физики. 1604030000-262 Р 054(02)-90 64~90 «П ББК 22'632 ISBN 5-02-000188-0 © Издательства «Наука», 1990 Предисловие Число книг, посвященных классической механике, очень велико. Казалось бы, рассчитанные на различные уровни, они могут удовлетворить вкус самого взыскательного читателя. Тем не менее представляется, что даже лучшие из них содержат известные пробелы, которые и призвана в какой-то степени заполнить настоящая книга. В большинстве учебных курсов геометрия выглядит как фон, на котором создавалась эмпирическая наука — механика. Представляется, однако, что связь классической механики и геометрии существенно более тесная. Задание физической геометрии в значительной степени предопределяет классическую механику. Один из побудительных мотивов написания книги — прояснить эту тесную взаимосвязь, выделяя физические следствия заданной геометрии из немногих эмпирических фактов, которых достаточно для построения всего стройного здания механики. На этой основе в книге излагаются механика Ньютона и теория относительности. Почти всегда утверждается, что совокупность обеих этих теорий представляет полностью завершенное целое, ограниченное лишь квантовой механикой. Представляется, что подобное толкование классической механики несколько расширено. Критический анализ основного понятия механики — инерциальной системы отсчета — указывает на пределы применимости классической механики (включая теорию относительности), существующие помимо ограничений квантовой механики. Подчеркнем, что здесь речь идет не о каких-то ошибках в теории, а лишь о сужении понятия принципа относительности. Теория относительности испытала судьбу почти всех значительных вкладов в интеллектуальную жизнь человечества: вначале отрицание, затем признание, а в заключение — абсолютная и зачастую чрезмерная канонизация. Иногда механика трактуется как изолированная наука. Вопрос о природе сил не затрагивается вовсе, либо его касаются бегло и на макроскопическом уровне. Имен- 3 но он и привел к иллюзии завершенности классической механики. Отметим, что основное содержание книги посвящено ньютоновской механике и специальной теории относительности.