Инерциальная система отсчета
Все, что нас окружает в мире, в конечном счете может быть описано следующим образом: для момента времени t задаются координаты всех частиц, из которых состоят окружающие нас тела, и значения всех полевых характеристик в каждой точке пространства. Так надо сделать для всех моментов времени, такое описание будет полным и исчерпывающим.
При этом могут обнаружиться определенные связи между событиями, представляющие собой не что иное, как законы природы. Но координаты и моменты времени могут быть заданы лишь в определенной системе отсчета, от которой будет зависеть получаемая картина.
В связи с этим возникают две проблемы. Первая — как перевести описание одной и той же ситуации из одной системы отсчета в другую?
Это техническая проблема. Если движение одной системы относительно другой известно, то перевод можно осуществить чисто математическими методами.
Другая проблема более глубокая. Целью физической теории является установление связей между событиями, происходящими в разных точках пространства в разные моменты времени. И система отсчета влияет на форму протекания физических процессов.
Одна и та же начальная конфигурация тел в различных системах отсчета в дальнейшем со временем может вести себя по-разному. Частица, движущаяся в одной системе отсчета равномерно и прямолинейно, в другой может двигаться самым причудливым образом.
Как в этой ситуации определить, чем «руководствуется» частица в своем движении? Произвол в выборе системы отсчета делает эту проблему особенно острой.
Если в каждой системе «своя физика», то как можно найти «объективные законы природы»?
Данная проблема решается естественным (т. е. природным) путем. Существуют привилегированные системы отсчета, для которых и формулируются физические законы. Их проявления в других системах определяются тогда чисто математическими методами.
Существуют такие системы отсчета, в которых пространство однородно и изотропно, а время однородно. Такие системы отсчета называются инерциальными.
Любое описание реальности в физике привязано к определенной (и конкретной) системе отсчета. Но выбор системы отсчета зависит от нас. В то же время картины одного и того же явления, наблюдаемого из различных систем отсчета, будут разными.
В системе отсчета, жестко связанной с Землей, Солнце восходит на востоке и заходит на западе, а в системе, связанной с Солнцем, светило вообще неподвижно, а Земля вращается вокруг него и своей оси. Ощущения человека, неподвижного в системе отсчета, связанной со стулом, на котором он сидит, будут разными, если этот стул стоит в городской квартире или в каюте корабля, находящегося в море во время шторма.
Последний пример наглядно показывает, что одинаковые устройства в разных системах отсчета могут функционировать по-разному.
