12 мая 2007 г.

Пространство-время по Аристотелю и Галилею

Читая "The road to reality" Пенроуза наткнулся на очень интересное сравнение пространства-времени у Аристотеля и Галилея. Да, вот, оказывается и до Эйнштейна были интересные изменения в концепции пространства-времени :)

Не то, чтоб это совсем удивительная мысль, просто в таком ключе я никогда не думал. Вот, как известно, Аристотель считал, что "естественное" состояние вещей -- покой, а движение всегда вызывается какой-то внешней силой. Т.е. покою приписывается абсолютный смысл.

Сейчас мы умные, можем задать вопрос: покой относительно чего? Т.е. получается у Аристотеля есть выделенная система отсчета. Фактически, у Аристотеля есть понятие пространства как нечто "материальное", физически присутствующее, определяющее, что считается покоящимся, а что движущимся. Каждая точка аристотелева пространства-времени считается неподвижной, сохраняющей с течением времени свое положение.

Пенроуз сравнивает такое пространство с экраном, на который проецируют движущуюся картинку: не важно, какое действие на ней происходит, сами точки экрана сохраняют свою идентичность с течением времени.

Аристотелево пространство-время можно представить себе как стопку бумаги, насквозь натвердо проклеенную. Каждый слой бумаги есть пространство в данный момент времени, и с ходом времени мы перебираем слои один за другим. Переходя от одного момента времени к другому, мы видим неизменность пространства. У каждой точки пространства в одном слое есть соседние точки пространства в других слоях.

У Галилея пространство-время совсем не такое. Принцип галилеевой относительности утверждает, что невозможно ни в каком механическом эксперименте отличить прямолинейное равномерное движение от состояния покоя. Т.е. выделенная система отсчета исчезает, и вместе с ней неизбежно исчезает абсолютное, неизменное пространство. Т.е. если рассмотреть какую-то точку пространства в данный момент времени, то невозможно сказать, "где" эта точка пространства будет в следующий момент.

Пространство как нечто материально существующее исчезает. Можно сказать, что нет пространства, непрерывно живущего во времени. В каждый момент времени есть "свое" пространство, которое живет только в этот момент времени и тут же распадается. Спустя бесконечно малый промежуток времени перед нами уже другое пространство.

Представить такое пространство можно как стопку листов, которые никак не склеены, так что их можно произольно сдвигать друг относительно друга (линейные сдвиги есть просто переход в другую инерциальную систему отсчета), и при этом пространство останется все тем же пространством. Точки из разных слоев нельзя считать "соседними", потому что сдвинув слои, можно разнести их далеко. В математике есть удобный объект для обозначения: расслоение.

[Комментарии на Элементах]

Комментариев нет:

Отправить комментарий