Реляционная теория Маха⁠⁠

Теория абсолютного пространства Ньютона продержалась весьма длительное время в основном благодаря тому, что ей не было альтернативы, хотя ещё современник Ньютона, Готфрид Лейбниц, выдвигал свою теорию в противовес Ньютоновской. Лейбниц считал, что пространство — это лишь удобный способ определения местоположения материи относительно друг друга. Но если материи нет, то и говорить о пространстве не имеет смысла. Так же как и, например, нет смысла в алфавите без букв. Его теорию назвали реляционной, и в битве с теорией абсолютного пространства она проиграла. Но всё же оставались открытыми вопросы к теории Ньютона. К примеру, абсолютное пространство не давало возможности определить движение объектов с постоянной скоростью. Также многим учёным не понравилось, что по теории абсолютного пространства одна точка зрения считается более правильной, чем другая.

Научному миру требовалась новая теория, и в 19-м веке её дал Эрнст Мах. Его теорию также назвали реляционной и для её объяснения вернёмся к Ньютону.

Ньютон хотел понять, почему поверхность воды становится вогнутой. Для этого он стал искать точку отсчёта для определения движения воды и в итоге пришёл к абсолютному пространству. В своих исследованиях он допустил ошибку, рассмотрев лишь ведро в качестве точки отсчёта, хотя вокруг огромное количество объектов, начиная с простых предметов вроде стола или кружки и заканчивая звёздами и планетами. Благодаря другим объектам можно определить, движется объект или нет. Но тут появится вопрос по поводу веревки, ведь она вращалась именно в пустой вселенной, в которой нет точек отсчёта в виде посторонних объектов. Мах ответил на него другим вопросом: «А с чего Ньютон взял, что веревка в пустой вселенной станет растягиваться?» Ньютон скорее всего предположил это исходя из повседневного опыта, но в нашей вселенной полно другой материи. Исходя из всего этого Мах решил, что в пустой вселенной веревка не будет растягиваться при вращении и даже больше — в пустой вселенной в принципе не возможно определить вращение веревки. Но что если добавить в пустую вселенную какой-нибудь другой объект помимо веревки, к примеру звезду. Можно взять её в качестве ориентира и теперь станет возможным определение вращения веревки. А если она вращается, значит, и растягиваться будет. Простое добавление дополнительного объекта столь существенно изменило законы этой мысленной вселенной.

Но всё же хоть эта вселенная уже больше похожа на нашу, отличие у неё есть. Заключается оно в силе, растягивающей верёвку. Чтобы объяснить, как наличие или отсутствие другой материи влияет на объекты, Мах предположил, что вся материя во вселенной коллективно влияет на силу, действующую на объекты при движении. К примеру, при резком повороте автомобиля человек почувствует силу, вжимающую его в бок авто. И по теории Маха, будь материи во вселенной меньше, то сила вдавливания в бок будет слабее. Как именно материя во вселенной влияет на эту силу, Мах не смог ответить, хотя интуиция подсказывает, что в этом замешана гравитация.

Реляционная теория Маха понравилась учёным 19-го века больше, чем абсолютная теория Ньютона. Впоследствии Эйнштейн, вдохновившись ею, начал свою работу над специальной теорией относительности.

Источник информации книга Брайана Грина "Ткань вселенной".