История и методология физики

Законы движения 
Законы Ньютона – это поворотный момент в истории физической науки – 
блестящее обобщение всех накопленных к тому историческому моменту знаний о 
движении физических тел в рамках физической теории, которую теперь принято 
именовать классической механикой. Законы Ньютона, фактически, стали 
кульминацией долгого исторического процесса формулирования принципов 
классической механики. Мыслители и математики (достаточно упомянуть Галилея) 
веками пытались вывести формулы для описания законов движения материальных 
тел.
Однако они постоянно спотыкались на основополагающие идеи своего времени 
о принципах существования материального мира. Эти принципы настолько устойчиво 
вошли в сознание людей, что казались неоспоримыми. Например, древним 
философам даже в голову не приходило, что небесные тела могут двигаться по 
орбитам, отличающимся от круговых. В лучшем случае возникала идея, что планеты и 
звезды обращаются вокруг Земли по концентрическим (то есть вложенным друг 
в друга) сферическим орбитам. Причина в том, что еще со времен античных 
мыслителей Древней Греции никому не приходило в голову, что планеты могут 
отклоняться от совершенства, воплощением которой и является строгая 
геометрическая окружность. Впервые Иоганн Кеплер взглянул на эту проблему под 
другим углом, проанализировал данные реальных наблюдений и вывел из них, что 
в действительности планеты обращаются вокруг Солнца по эллиптическим 
траекториям. 
Основными понятиями механики, созданной Ньютоном, стали масса, сила, 
пространство и время.
Он дает определение массы: «Количество материи (масса) есть мера таковой, 
устанавливаемая пропорционально плотности и ее объему». Это определение массы 
вызвало в свое время споры, поскольку сама плотность определяется как масса 

---

единицы объема, и, кроме того, такое определение ничего не говорит о способе ее 
измерения. Насколько выражен способ измерения в определении говорят слова 
Арнольда Зоммерфельда (1868-1951): «Словесные определения бессодержательны, 
истинные же определения даются указанием способа измерения, которое, вообще 
говоря, может быть осуществлено только теоретически и не обязательно 
практически». Сам Ньютон описал способ измерения массы в пояснении к третьему 
закону, рассмотрев столкновение двух тел, т.е. по сравнению взаимодействия тела с 
эталонным телом. Такая масса является количественной мерой инертности тела. 
Однако Ньютон ввел массу также в закон всемирного тяготения. Так возникло 
понятие гравитационной массы, которая может быть измерена по силе 
гравитационного взаимодействия между телами (по силе тяжести). Сам Ньютон 
показал равенство этих масс с точностью до 10
-3
. В 1971 г. физики МГУ 
В.Б.Брагинский и В.И.Панов повысили точность измерений до 10
-13
. 
Ньютон дал определение количества движения: «Количество движения есть 
мера такового, устанавливаемая пропорционально скорости и массе». Произведение 
массы на скорость является важной характеристикой движения. Вместе с тем название 
«количество движения « неудачно – не отражает векторного характера этой величины. 
В современной физике вместо «количества движения « используют термин «импульс» 
тела или частицы: 
Для подхода к закону инерции Ньютон ввел определение силы. 
Также он ввел понятия абсолютного времени и абсолютного пространства.
«Абсолютное, истинное математическое время само по себе и по самой своей 
сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и 
иначе называется длительностью». «Абсолютное пространство по самой своей 
сущности безотносительно к чему бы то ни было внешнему остается всегда 
одинаковым и неподвижным». 
Понятия пространства и времени относятся к фундаментальным понятиям 
физики, и определения Ньютона вызвали в свое время ожесточенные споры. С 
созданием Эйнштейном теории относительности стало ясно, что пространство и время 
не существуют раздельно, они образуют пространственно-временной континуум. 
Для Ньютона абсолютное пространство – это фактически та инерциальная 
система отсчета, относительно которой справедливы сформулированные им законы 
динамики. Приведем теперь все три закона механики, как сформулировал их сам 
Ньютон.