Глава 1. Основные понятия и законы классической механики.

§1. Предмет классической механики.

Наиболее простой физической формой движения материальных объектов является механическое движения, т.е. изменение с течением времени взаимного положения тел или их частиц в пространстве. Теорией такого движения и является классическая механика.

Основу классической механике составляют небольшое число сравнительно простых гипотез (постулатов) о свойствах пространства и времени, силе, массе и законах механического движения (законы Ньютона). Эти постулаты получены как непосредственное обобщение опытных данных (отметим здесь, что теория невыводима из эмпирического базиса, от опыта к теории нет прямого и однозначного пути, теорию невозможно построить только из данных опыта, поэтому теоретические законы – всегда постулаты, т.е. более или менее смелое обобщение опыта. Добавим к этому, что уже установленная теория несводима к ее эмпирическому базису, так как охватывает бесчисленное множество опытных данных, а реальный опыт всегда конечен и ограничен. Теоретическое знание всегда содержит некоторый «внеэмпирический осадок» творческого характера, имеет качественную специфику по отношению к эмпирическому знанию).

Как любая другая физическая теория, классическая механика имеет определенные границы применимости. Фундаментальные ограничения на ее справедливость следуют из принципа соответствия и современной ФКМ (см. Введение). Так как МН не содержит ни одной универсальной физической постоянной, то с точки зрения КПКМ она не является точной физической теорией, корректно отражающей известные свойства реального физического мира, а есть теория сугубо приближенная, не учитывающая ни релятивистских, ни квантовых свойств материальных объектов. Отсюда следует особая важность правильного понимания границ применимости, а, следовательно, и определения места и роли МН в современной ФКМ. Для этого отметим два обстоятельства: 1) хотя МН – теория достаточно медленных ( ) движений макроскопических (квантовом действия « » можно пренебречь, т.е. формально ) тел, однако именно эта область движений имеет первостепенное значение для технологической цивилизации; 2) для современной физики огромное значение имеют методы физического познания, разработанное в рамках классической механики (особенно методы Лагранжа и Гамильтона).

Но и в рамках МКМ предмет классической механики требует дальнейшего уточнения. Дело в том, что даже медленные движения макротел реально бывают настолько сложными, что коллективное (математическое) описание их невозможно без абстрагирования от многих несущественных для данного движения деталей и изучения вместо движения реальных тел движения некоторых абстрактных, идеализированных объектов. Такими объектами в классической механике являются: 1) материальная точка – объект пренебрежимо малых размеров; 2) система материальных точек – совокупность тел, каждое из которых можно рассматривать как материальную точку; 3) абсолютно твердое тело – такая система материальных точек, расстояния между которыми в процессе движения сохраняются неизменными; 4) сплошная среда – абстракция, применимая при изучении движения реальной среды (деформируемого твердого тела, жидкости, газа), когда можно пренебречь дискретной атомно-молекулярной структурой среды. Все остальные понятия и законы МН являются абстрактными (модельными) в той же мере и в том же смысле, что и перечисленные выше абстрактные объекты, движение которых этими понятиями и законами описывается. Поэтому можно утверждать, что «точным» предметом исследования классической механики является изучение медленного ( ) движения идеализированных макроскопических объектов, перечисленных выше (и только в этом смысле ее можно считать «точной» теорией МКМ).