Философская энциклопедия - система отсчета

СИСТЕМА ОТСЧЕ́ТА

(в ф и з и к е) – система тел, по отношению к к-рой определяются положения исследуемого тела (или места событий) и отмечаются моменты времени, соответствующие этим положениям. С этой целью с выбранной системой тел связывают обычно к.-л. систему пространственных координат и набор синхронизированных часов, размещенных в разных точках координатной системы. Чтобы система тел могла выполнять роль реальной С. о., она должна быть практически неизменяемой. Существенно также, чтобы все измерительные операции (см. Измерение) производились с помощью масштабных линеек и часов, покоящихся относительно данной С. о. Результаты измерения расстояний к.-л. события, локализованного в бесконечно малом объеме, при фиксиров. выборе линейных масштабов воплощаются, соответственно, в трех пространств. координатах; результат измерения времени события, имеющего бесконечно малую длительность, при помощи синхронизированных часов представляется одним числом – временной координатой. Т.о., элементарное событие, имеющее бесконечно малую пространственную протяженность и бесконечно малую длительность, – своего рода "точка-мгновение", – характеризуется четырьмя координатами. Любой реальный процесс или явление могут рассматриваться (при определ. идеализации) как нек-рые совокупности "точек-мгновений" и, следовательно, могут быть охарактеризованы соответствующим множеством четверок координат (х, у, z, t). По тем или иным причинам определение координат событий может осуществляться не путем измерений, непосредственно относящихся к данной С. о., а путем отнесения измерительных процедур к др. С. о. Зная взаимное расположение обеих систем, можно затем пересчитать получ. данные так, что они будут выражать координаты, относящиеся к осн. С. о. Возможность перехода от одной С. о. к другой путем использования результатов косв. измерений открывает путь к построению и широкому практич. использованию различного рода абстрактных С. о., связанных не с реальными, а воображаемыми, абстрактными объектами, напр. центром тяжести той или иной совокупности материальных тел (в частности, с центром тяжести тел солнечной системы).

Огромное науч. значение имеет выделение особого класса С. о. – т.н. инерциальных С. о. Они определяются тем фундаментальным условием, что по отношению к ним тело, свободное от действия внешних сил (или находящееся под действием сил, уравновешивающих друг друга, так что их равнодействующая равна нулю), движется равномерно и прямолинейно, и скорость света в к-рых, согласно теории относительности, должна быть постоянной. Не существует к.-л. одной единственной инерциальной С. о. Каждая из множества С. о., движущихся относительно любой данной инерциальной системы прямолинейно и равномерно, также является инерциальной. Переход от характеристик процесса, данных в одной инерциальной С. о., к характеристикам, относящимся к др. инерциальной С. о., производится соответственно формулам преобразований Лоренца.

Установление этого является достижением относительности теории. В физике также применяются ускоренно движущиеся С. о. Но их общее и вполне строгое определение невозможно, т.к. реальные С. о. состоят из тел, к-рые неизбежно и притом по-разному деформируются под влиянием ускорения и вращательного движения. Поэтому только с большим приближением, применительно к локально малым областям пространства и времени, можно говорить о совокупности тел, находящихся в ускоренном движении или вращающихся, как о С. о., удовлетворяющих всем вышеназванным условиям.

В зарубежной лит-ре, особенно при изложении основ теории относительности, С. о. часто отождествляются с "точкой зрения наблюдателя", с его субъективной "позицией", произвольно выбираемой им при оценке и описании явлений. На этом основано неправильное позитивистское истолкование ряда важнейших положений современной физики, в частности т.н. релятивистских эффектов (сокращения длин движущихся тел, интервалов времени и т.п.), лишающее их подлинного науч. значения. В действительности С. о. является основой объективной координации одних явлений относительно других, определяемой в конечном счете характером материальных взаимодействий и состоянием реального движения тел. Конечно, в нек-рых условиях одни С. о. удобнее, чем другие, и наблюдатель по своей воле выбирает их. Но это не означает, что он субъективирует явления, соотнося их со своей "точкой зрения", а означает, что он рассматривает данное явление в его реальной связи с др. системой упорядоч. пространственно-временных отношений, связи, существующей вне и независимо от к.-л. наблюдателей. Выбор удобной С. о. отражает только тот, не зависящий от произвола наблюдателя факт, что воплощенная в данной С. о. объективная координация явлений по существу своему лучше и проще выражает определ. сторону исследуемой закономерности природы.

Лит.: Хайкин С. Э., Физич. основы механики, М., 1963, §7. См. также лит. при ст. Относительности теория, Пространство и время.

И. Кузнецов. Москва.

Философская Энциклопедия. В 5-х т. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Ф. В. Константинова. 1960—1970.