Классическая механика была и остается той «лакмусовой бумажкой», которая определяет фундаментальность новой физической теории. Каждый раз, когда появлялась новая фундаментальная физическая теория, то она, прежде всего, обобщала основы классической механики. Так было уже три раза: при создании специальной теории относительности, общей теории относительности и квантовой механики.

Особый статус при фундаментальных обобщениях классической механики имеют изменения наших представлений о структуре пространства. В первом случае больших скоростей (ν/c ≤1) в СТО пространство оказалось четырехмерным, при больших скоростях и ускорениях в ОТО оно оказывается, вдобавок, искривленным, а в квантовой теории появилось гильбертово пространство состояний. Если такие физические понятия, повседневно ощущаемые каждым из нас, как скорость и ускорение прозрачны для «человека с улицы», то представление о физическом смысле гильбертова пространства достаточно абстрактно даже для физика с университетским образованием. По этому поводу среди физиков существует две точки зрения:

1. Квантовая теория неполна и из-за этого в ней потеряно образное, (т.е. физическое) мышление (А.Эйнштейн и его сторонники, которых в современной физике меньшинство).
2. Обычное «классическое» представление о материи (т.е. образное мышление) в квантовой теории отсутствует, вероятностное описание физических явлений принципиально, а понимать квантовую теорию необязательно (Н.Бор и копенгагенская школа, преобладающая в современной физике).

Я придерживаюсь эйнштейновской точки зрения, но считаю, что проблема «непонимания» квантовой теории связана с неполнотой существующей классической механики. Считается, что классическая механика вклячает в себя: 1) механику материальной точки, 3 уравнения движения которой инвариантны относительно преобразований Галилея-Ньютона (механику Ньютона); 2) механику абсолютно твердого тела (механику Ньютона-Эйлера), 6 уравнений которой так же инвариантна относительно преобразований Галилея-Ньютона. В результате изучения работ Галилея и Декарта, касающихся основ механики, И.Ньютон, в своей знаменитой работе [1], дает словесную формулировку трех законов механики Ньютона. Однако, известный нам аналитический аппарат, позволяющий решать множество задач о движении материальной точки под действием внешней силы, был разработан Л.Эйлером [2]. Эйлер был математик и его особо не интересовали возможные изменения основ механики, при выводе уравнений движения вращающегося твердого тела, хотя эти изменения очевидны для физика. Во-первых, вращающееся твердое тело имеет 6 степеней свободы и его движение описывается шестью координатами: тремя трансляционными x, y, z и тремя угловыми φ, ψ, θ. Во-вторых, известные гироскопические эффекты 3D гироскопа, такие как прецессия и нутация (т.е. прецессия свободного гироскопа, например, в невесомости), вообще говоря, выводят нас за рамки механики Ньютона. Вот что пишет по этому вопросу известный ученый по теории гироскопов К.Магнус [6]: «Чтобы объяснить поведение вращающегося тела, часто проводят аналогию между вращательным движением тела и движением материальной точки (т.е. механики Ньютона (прим. автора)). Однако эта аналогия в теории гироскопа скорее вредна, чем полезна, так как область, в которой она справедлива, кончается как раз там, где начинаются типичные гироскопические явления». Ему вторит другой специалист по теории гироскопов Р.Граммель [7]: "Анизотропия твердого тела, порождаемая его вращением", не имеет аналога в механике материальной точки (т.е. механике Ньютона (прим. автора)). Если нанести удар по покоящейся материальной частице, она начинает двигаться в направлении ударного импульса. И, напротив, совсем не обязательно, чтобы приложение к покоящемуся телу ударного момента вызвало вращение тела именно вокруг той оси, относительно которой действовал момент». В-третьих, при вращении гироскопа, свободного от внешних сил, наблюдается ускоренное инерциальное движение составляющих его материальных частиц, что находится в прямом противоречии с принципом инерции (первым законом) механики Ньютона.

формате PDF (332Кб)