Przestrzeń w mechanice klasycznej, czyli u Newtona.

Podstawy mechaniki, sformułował Isaac Newton (1642-1727) - angielski matematyk, fizyk i astronom. W dziele „Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” (1687 r.) Newton napisał:

„absolutna przestrzeń jest w swojej istocie absolutna względem wszystkiego zewnętrznego,
jest zawsze jednakowa i nieruchoma”.

Według Newtona (...i według naszych wyobrażeń wynikających z codziennego doświadczenia) przestrzeń wokół nas istnieje niezależnie od nas, niezależnie od tego czy my w niej istniejemy, czy też nas tam nie ma. Przestrzeń jest pewnego rodzaju sceną - jak w teatrze. Scena istnieje zawsze – niezależnie od tego, czy są na niej aktorzy. Scena ta jest nieruchoma i możemy na niej w dowolnej chwili grać sztukę. Aktorzy zejdą ze sceny, a ona będzie istniała.

Nie mamy żadnego wpływu na przestrzeń. Nie możemy jej zmienić w jakikolwiek sposób. Nikt i nic nie może jej zmienić. No... tylko Pan Bóg mógłby tego dokonać. Dlatego mówimy, że:

przestrzeń jest absolutna.

Jeśli będziemy w przestrzeni poruszać się w jednym kierunku, np. wzdłuż osi x, to jej własności będą zawsze takie same (pręt o długości 1m poruszający się np.wzdłuż osi x zawsze będzie miał długość 1m). Dlatego mówimy, że:

przestrzeń jest izotropowa.

Jeśli porównamy ze sobą dwa dowolne miejsca przestrzeni, leżące na różnych kierunkach, to przestrzeń w nich jest taka sama (długość pręta wszędzie będzie zawsze taka sama). Dlatego mówimy, że:

przestrzeń jest jednorodna.

Jednorodność i izotropowość jest realizowana w przestrzeni trójwymiarowej. Przestrzeń trójwymiarowa jest przestrzenią, w której jest realizowana geometria euklidesowa. Jest to ta geometria, której uczysz się w gimnazjum i liceum. Tak więc:< br>

przestrzeń jest euklidesowa.

Euklidesowość geometrii, a więc i przestrzeni, w której żyjemy, wyraża się w tym, że:

1. Dwie proste równoległe w danym miejscu przestrzeni są również równoległe w każdym innym i odległość między nimi jest taka sama:

2. W każdym miejscu przestrzeni, suma kątów w trójkącie jest równa 180o:

Znaczy to, że w każdym układzie odniesienia jest to ta sama przestrzeń. Odległość dwóch punktów (np. końców pręta) zmierzona względem peronu jest taka sama jak zmierzona względem pociągu przejeżdżającego przez ten peron. Nie ma różnych przestrzeni np. związanych z różnymi układami odniesienia. Gdyby tak było, to wtedy długości pręta byłyby różne względem różnych układów odniesienia, ale wtedy nie można byłoby mówić o przestrzeni jako o absolucie. Z tego, że przestrzeń jest absolutna wynika również, że przestrzeń jest nieruchoma. Pojawia się jednak pytanie: względem czego przestrzeń jest nieruchoma? Odpowiedź może być jedna: przestrzeń jest nieruchoma względem siebie samej. Taka odpowiedź jest wynikiem tego, że nie ma nic bardziej podstawowego (absolutnego) niż przestrzeń i jej badanie może odbywać się względem układu odniesienia, którym jest ona sama.