KLASIˇCNA MEHANIKA - Studentske web stranice

Poglavlje 1
Uvod
Na početku svake knjige, autor je dužan upoznati čitatelje s glavnim likovima koji se u njoj
pojavljuju. Glavni likovi ove knjige o mehanici 1 su pomalo nesvakidašnji: to su vrijeme,
prostor i tvar (ili materija). Reći neku više ili manje preciznu definiciju ovih pojmova je
najvjerojatnije nemoguće. Umjesto toga postoje neke druge mogućnosti kao što su npr.
- nabrajati svojstva pojmova koje ne znamo definirati, nadajući se da ćemo nabrojati toliko
svojstava koliko nema ni jedan drugi pojam i time ih jednoznačno odrediti, ili
- puno jednostavnije, naprosto se pozvati na našu intuiciju: svi mi intuitivno shvaćamo pojmove
prostora, vremena i tvari i stoga ih nije potrebno posebno objašnjavati.
Na toj ili sličnoj liniji razmišljanja je vjerojatno bio i blaženi Augustin kada je (u Državi
Božijoj), govoreći o vremenu, rekao otprilike ovako:
Sve dok me ne pitate što je vrijeme, ja znam što je ono, ali ako me pitate
da vam objasnim, ja ne znam.
Ovom je rečenicom sažeto dano naše znanje o vremenu: intuitivno nam je jasno o čemu se
radi, ali kako to objasniti (npr. nekome došljaku iz svemira tko ne posjeduje našu intuiciju),
to nismo u stanju. Naravno, mi možemo govoriti o vremenskom slijedu, o tome da se jedan
dogadaj dogodio prije nekog drugog dogadaja ili slično, ali time samo govorimo o vremenskim
relacijama, ali ne i o samom vremenu. Vezano za vremenski slijed, treba spomenuti i (naizgled
trivijalnu) usporedbu s prostorom: dok je u prostoru moguće gibanje u proizvoljnim smjerovima,
u vremenu postoji istaknuti smjer koji se naziva budućnost. Vrlo omiljena (unatoč svojim očitim
logičkim kontradikcijama) književna i filmska tema putovanja u prošlost, još nije našla uporište
u fizici.
Ništa manje nije jednostavan ni problem prostora. Dugo je vremena (napose od Newtona, pa
nadalje), Prostor smatran za neku vrstu kazališne pozornice na kojoj glumci (tj. čestice tvari)
izvode svoju predstavu (gibaju se tijekom vremena) koju nazivamo fysis - priroda. Prostor
je naravno bio zamišljan kao ravni trodimenzijski Euklidski prostor. Pri svemu tome, sva su tri
pojma: prostor, vrijeme i tvar smatrani medusobno neovisnim. Početkom dvadesetog stoljeća
dolazi do postupnog povezivanja ovih pojmova. Najprije je Einstein 2 1905. godine u svojoj
Specijalnoj teoriji relativnost povezao pojmove prostora i vremena u jednu jedinstvenu tvorevinu
nazvanu prostor-vrijeme, da bi nešto kasnije, oko 1920. godine, u Općoj teoriji relativnost
pokazao da svojstva prostor-vremena (napose njegova zakrivljenost) ovise o jednom svojstvu
1 Sama riječ mehanika potječe od grčke riječi µηχανη, koja označava orude ili stroj, a označava dio fizike koji proučava gibanje
i mirovanje čestica.
2 Albert Einstein, njemački fizičar, Ulm 1879. - Princeton 1956.
1