Классическая механика Ньютона объясняет множе­ство физических явлений и процессов в земных и внезем­ных условиях и составляет основу для многих технических достижений в течение длительного времени. На ее фунда­менте сформировались многие методы научных исследо­ваний в различных отраслях естествознания, во многом она определяла мышление и мировоззрение. Вплоть до начала XX в.

в науке господствовало механистическое мировоз­зрение, физическая сущность которого заключается в том, что все явления природы можно объяснить движениями частиц и тел. Примером большого успеха механистичес­кого представления физических процессов можно считать разработку молекулярно-кинетической теории вещества, позволившей понять тепловые процессы. В книге «Эволю­ция физики» [16] А. Эйнштейн и Л.

Инфельд назвали раз­витие кинетической теории вещества одним из величайших достижений науки, непосредственно вызванной механисти­ческим воззрением. Сущность концепции Ньютона наиболее кратко и отчетливо выразил А. Эйнштейн: «Согласно ньютоновской системе, физическая реальность характери­зуется понятиями пространства, времени, материальной точки и силы (взаимодействия точек).

В ньютоновской кон­цепции под физическими событиями следует понимать движение материальных точек в пространстве, управляе­мое неизменными законами. Материальная точка есть един­ственный способ нашего представления реальности, по­скольку реальное способно к изменению. Понятию мате­риальной точки соответствуют обычные воспринимаемые нами тела; материальную точку мыслят как аналогию под­вижных тел, лишенных таких признаков, как протяженность, форма, ориентация в пространстве, и всех «внутренних» свойств, за исключением только инерции и перемещения, и с добавлением понятия силы.

Материальные тела, кото­рые психологически привели к образованию понятия «ма­териальной точки», должны были теперь сами рассматри­ваться как система в сущности атомистическая и механи­ческая. Все события должны были толковаться чисто механически, т. е. просто как движение материальных то­чек в соответствии с законами Ньютона. В рамках меха­нической картины мира, разработанной И.

Ньютоном и его последователями, сложилась дискретная (корпускулярная) модель реальности. Материя рассматривалась как веще­ственная субстанция, состоящая из отдельных частиц — атомов или корпускулы. Атомы абсолютно прочны, неде­лимы, непроницаемы, характеризуются наличием массы и веса. Масса выступает не только как мера гравитационно­го взаимодействия, но и как мера инертности тел, т. е.

спо­собности тел сопротивляться воздействию сил, стремящих­ся изменить состояние их движения, изменить их скорость». В 1667 г. Ньютон сформулировал три закона динамики, со­ставляющие основной раздел классической механики. Законы Ньютона играют исключительную роль в ме­ханике и являются (как и большинство физических зако­нов) обобщением результатов огромного человеческого опыта, о чем сам Ньютон образно сказал: «Если я видел дальше других, то потому, что стоял на плечах гигантов».

Законы Ньютона рассматривают обычно как систему взаимосвязанных законов. Первый закон Ньютона: всякая материальная точ­ка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного пря­молинейного движения до тех пор, пока воздействие со сто­роны других тел не заставит ее изменить это состояние. Стремление тела сохранить состояние покоя или рав­номерного прямолинейного движения называется инерт­ностью, или инерцией.

Поэтому первый закон Ньютона называют также законом инерции. Для количественной формулировки второго закона ди­намики вводятся понятия ускорения а, массы тела т и силы F . Ускорением характеризуется быстрота изменения ско­рости движения тела. Масса тела — физическая величи­на — одна из основных характеристик материи, определя­ющая ее инерционные {инертная масса) и гравитацион­ные (тяжелая или гравитационная масса) свойства.

Сила — это векторная величина, мера механического воз­действия на тело со стороны других тел или полей, в ре­зультате которого тело приобретает ускорение или изменя­ет свою форму и размеры. Второй закон Ньютона: ускорение, приобретаемое материальной точкой (телом), пропорционально вызываю­щей его силе и обратно пропорционально массе матери­альной точки (тела)

: а = F /m Второй закон Ньютона справедлив только в инерциальных системах отсчета. Первый закон Ньютона можно по­лучить из второго. Действительно, в случае равенства нулю равнодействующих сил (при отсутствии воздействия на тело со стороны других тел) ускорение также равно нулю. Од­нако первый закон Ньютона рассматривается как самосто­ятельный закон, а не как следствие второго закона, так как именно он утверждает существование инерциальных сис­тем отсчета.

Взаимодействие между материальными точками (те­лами) определяется третьим законом Ньютона: всякое действие материальных точек (тел) друг на друга носит ха­рактер взаимодействия; силы, с которыми действуют друг на друга материальные точки, всегда равны по модулю, про­тивоположно направлены и действуют вдоль прямой, соеди­няющей эти точки: F 12  =- F 21 где F 12 — сила, действующая на первую материаль­ную точку со стороны второй; F 21 — сила, действующая на вторую материальную точку со стороны первой.

Эти силы приложены к разным материальным точкам (телам), все­гда действуют парами и являются силами одной природы. Третий закон Ньютона позволяет осуществить переход от динамики отдельной материальной точки к динамике сис­темы материальных точек, характеризующихся парным взаимодействием. И. Ньютон, опираясь на труды Галилея, разработал стро­гую научную теорию механики, описывающую и движение небесных тел, и движение земных объектов одними и теми же законами.

Природа рассматривалась как сложная меха­ническая система. Еще Галилей, исходя из соответствующих мысленных экспериментов с возможным расчленением рассматривае­мых тел на отдельные составляющие, сделал логический вывод об одинаковом, с одним и тем же ускорением, сво­бодном падении всех земных тел в пустоте. Из этого выво­да в сочетании с основным законом динамики Ньютона (