"Закон інерції є той фундамент, на якому ґрунтується все вчення про рух тіл" (Ландау та Китайгородський "Фізика для всіх"). Це означає, що з цього закону можна знайти пояснення будь-якого руху тіл як на Землі, так і за її межами, який би характер руху був. Ну що ж, подивимося та посудимо самі, як виправдовує свою довіру такої поважної назви нині існуючий закон інерції з механіки Галілея-Ньютона.

Володимир Околотін якось краєчком зачепив закони Ньютона, але його 1-й закон руху залишив у цілісності поза будь-якими сумнівами у його достовірності, вказавши лише на їхню подібність як і вони маються на увазі.

Наприкінці міркувань дійшов такого висновку: "Як не крути, суть у головних формул механіки одна і та ж, що зводиться тільки до одного закону. Інші рівняння можна віднести до галузі тавтології, адже нової інформації вони не містять. Глибока бідність законами - ось чим обертається примарне багатство механіки" .

Але варто уважніше ще раз придивитися до першого закону механіки як до закону інерції, то навряд чи залишиться від нього хоч ця бідність.

"Будь-яке тіло, - говорить закон, - залишається в стані спокою або руху прямолінійно з постійною швидкістю, якщо на нього не діє сила, що змінює швидкість тіла".

Невідповідність в фундаментальному законі інерції

Насамперед впадає у вічі невідповідність і нелогічність формулювання відповідно до вимог такого високого звання - фундаментального закону. Адже на ньому має ґрунтуватися все вчення саме про рух тіл, а не стан спокою. При чому тут стан спокою, якщо найголовніша увага в цьому законі має бути зосереджена лише на русі і незалежно на якому русі, який його характер і які для цього умови. Він повинен втілювати в собі всі види руху і пояснювати їх, а не тільки прямолінійні та рівномірні, які практично не здійснюється у природі. Чинний закон інерції як закон руху, повинен розмежовувати властивості тіл, що перебувають у стані спокою, від властивостей тіл, що перебувають у стані руху. А нині існуючий закон інерції якраз робить все навпаки: поєднує ці діаметрально протилежні властивості як ідентичні і що не відрізняються нічим між собою, міряє їх на одну мірку, як одне й те саме. Протиприродність тут очевидна.

Якщо розділити його по-справедливому, на природну вимогу на дві частини різних за своїм значенням і призначенням, то цей закон інерції перетвориться на закон інертності - на закон статики, де насправді "Всяке тіло залишається в стані спокою, якщо на нього не діє сила, що спонукає його до руху".

Фізична наука немислима у своєму справжньому існуванні, якщо вона не збагачена дійсними законами природи, як свого роду засобами виробництва та праці.

Статика вимагає своїх законів, а динаміка – своїх. Існуючий закон інерції забезпечує, як універсал, і те, й інше. Але чи забезпечує він справді?

Якщо перша частина закону відображає реальність як факт, але позбавлена ​​прав динамізму, то друга частина хоч і наділена динамізмом, то позбавлена ​​реальності: до неї не підшукуються факти.

Після цих слів у кожного читача може виникнути здивування: як так, адже Галілей зробив висновки з досліду. Так, такий дослід може провести кожен і отримає ті самі результати. Але про що вони кажуть? Чи вся сутність природи руху у них виявлено? Чи осмислене побачене?

Інший погляд на дослід Галілея

Кожен практично може спостерігати, як рухається повітрям кинутий камінь, прагнучий зберегти прямолінійний рух і тільки в одній вертикальній площині. Але ніколи не зможемо побачити прямолінійного руху одночасно у двох площинах, бо цьому перешкоджає та сила, від якої прагне формулювання закону позбутися. Але, від усюдисущих сил тяжіння, закону інерції ніяк неможливо позбутися тією рівною мірою, як і неможливо прокласти горизонтальну площину у Всесвіт, щоб рух тіла залишався ідеально прямолінійним безмежно довго. Якби навіть подумки прокласти таку гіпотетичну площину, то все одно не збережеться прямолінійність у двох параметрах, бо десь з боку вплине поле тяжіння якоїсь найближчої зірки, і кулька, що котиться, сповзе з площини і почне повертати у напрямку дії сили. Так що про можливу прямолінійність руху в повному розумінні цього слова і нема чого думати, а не те що це ще узаконювати.

У законі інерції йдеться і про рівномірний рух, якому приписується рівна властивість тіла, як і прямолінійність руху, не зупинятися і не змінювати свого модуля руху. Про несумісність такого поняття із практичною перевіркою вже було сказано.

То, про що все це разом узяте говорить?

Ф. Енгельс було підмітив щодо ньютонівського закону тяжіння: "Ньютонівське тяжіння... не пояснює, а представляє наочно сучасний стан руху планет". Чи не те саме можна сказати і про існуючий галілеївський закон інерції? Можна, але лише з одним застереженням: якщо ньютонівське тяжіння не пояснює всієї глибини своєї сутності, це тільки тому, що ще не відкриті його таємничості, то галілеївський закон інерції не пояснює нічого з тієї причини, що уявне не існує. І в першу чергу – рівномірний рух тіла, наданому самому собі. А якщо й до цього присікатися, то й наданих самим собі тіл так само не існує.

Тіло і сила - нероздільні і не лише на нашій планеті, а й у всьому Всесвіті. Де б не знаходилося матеріальне утворення у вигляді фізичного тіла, воно завжди буде в полоні усюдисущих сил тяжіння і завжди буде під їх впливом більшою чи меншою мірою. А звідси і стає зрозумілим характер його стану згідно з таким впливом.

Ми, звісно, ​​умовно маємо сприймати те поняття, що тіло може бути надано саме собі, але тільки не в буквальному значенні цього слова. На камінь, що вільно ширяє в повітрі, або на предмет, що котиться по вирівняній доріжці, завжди діє сила тяжіння і завжди позначається вона на результатах такого руху. Ми цей рух спостерігаємо та розцінюємо, але не завжди різнобічно правильно. Схоплюємо своїм поглядом одну сторону, а розумом пропускаємо іншу. Нам тільки здається, що початий тілом рух мав би продовжуватися нескінченно довго, якби на його шляху не виникали такі перепони, як опір повітря та тертя. Щодо опору повітря ми маємо рацію стовідсотково, але ми забуваємо про природу тертя, яке викликається тими самими силами тяжіння. Якби тіло не мало ваги (а що таке вага тіла, всім зрозуміло), воно не тиснуло б на опору, не стикалося б з її поверхнею, то й не породжувало б самого гальмування. Позбавити тіло від ваги, щоб не виникали сили тертя, що гальмують - це означає позбавити його від впливу сил тяжіння. Але чи знайдеться десь у світі такий куточок, щоб він не був заповнений цими усюдисущими силами?

Чому ж помилявся Галілей?

Галілей, враховуючи реальність факторів, що гальмують у русі, подумки уявляв собі, що якби горизонтальну площину продовжити до нескінченності, прибравши заздалегідь всі сили, що гальмують, то розпочатий рух кульки тривав би до нескінченності рівномірно і прямолінійно. Чи правий він був у цьому?

Виходячи з тогочасного стану розвитку науки, думки колишніх та її часів вчених, плюс наочність, можна сказати, що Галілей мав рацію по-своєму ще й з тієї причини, що йому не були відомі закони всесвітнього тяжіння, їхня роль у Всесвіті та на Землі, зокрема. Але ми, двадцятих століть, вже можемо дати належну відповідь на поставлене запитання. Галілей не мав рації робити категоричний висновок з уявного припущення, посилаючись лише на одну-єдину наочність короткочасного руху тіла, не обґрунтувавши її глибокодумним аналізом можливого і неможливого.

Припустимо, ми проклали ідеально вирівняну площину в безкінечність. По такій кулька вже може котитися прямолінійно. Але чи буде її рух рівномірним? Ні. Їй одразу завадить сила земного тяжіння. Якщо кулька котиться під центром тяжіння, тобто, впоперек його силових ліній, його рух може бути рівномірним. Але чи зберігається цей рівномірний рух, коли він відійде на якихось тисячу кілометрів у простір? Ні. Рух його почне сповільнюватися з тієї причини, що становище його траєкторії по відношенню до силових ліній тяжіння, що радіально розходяться від центру Землі, не під прямим, а під гострим кутом. І це означає, що сила тяжіння Землі почне його відтягувати назад. Поступальний рух, поступово сповільнюючись, нарешті загальмується і під дією тих же сил розпочне свій зворотний рух із прискоренням у напрямку чинної сили відповідно до законів всесвітнього тяжіння.

Якщо на дуже невеликому шляху руху тіла ми справді спостерігаємо прямолінійність навіть у двох площинах, але ми спостерігаємо справжнього рівномірного руху. Ми тільки уявляємо собі, що таке могло б здійснюватися, якби не гальмуючі чинники, не усвідомлюючи, чи вправі ми так припускати чи ні, а тим більше приймати необґрунтовані думки всерйоз, не осмисливши природних властивостей фізичних тіл.

Про роль наочності дуже добре сказав Володимир Ноєвич Комаров: "Весь досвід пізнання природи і, зокрема, історія астрономії переконливо доводить, що наочність - вельми ненадійний порадник при вирішенні наукових питань" ("Нова цікава астрономія").

Ось якраз ця наочність - спостереження над кулькою, що котиться по горизонтальній площині і необґрунтовані скоростиглі роздуми над результатами такого руху і привели згодом до помилкових підсумків понять про загальний рух в класичній механіці.

Кожен закон природи має відповідати за свою ділянку

У науці заведено вважати: закон інерції - фундаментальний закон природи. Імовірно, що до цього визначення слід додати маленьке уточнення. Закон інерції - це єдиний і всеосяжний закон природи. Законів природи є багато і кожен із них представляє або відображає якусь одну сторону чи область світобудови. Тому і закон інерції повинен визначати відповідну йому сферу матеріального світу - сферу руху. Отже: закон інерції – це фундаментальний закон природи руху. Як бачимо, лише одне уточнююче слово і відразу стає зрозумілим, яку область природи він повинен попросту кажучи, обслуговувати. Ця вимога цілком логічна та цілком природна.

Кожен відкритий закон природи у тій чи іншій галузі матеріального світу є у ній повноправним господарем своєї справи. Якщо людина стикається з чимось загадковим чи незрозумілим у цій галузі, то при правильній постановці питань і за допомогою належного закону відшукується потрібна відповідь, бо тільки закон-господар пояснює, чому це явище протікає, які для цього були причини, щоб мати зацікавлені для нас наслідки. Або навпаки: знаючи про причини, можна з'ясувати наперед їхні наслідки.

Але таке ж пояснення в галузі руху дає існуючий закон інерції, особливо в області макросвіту? Цей " фундаментальний " закон природи руху ще сам перебуває у стані пізнання, що його ще самого людство прагне якось зрозуміти, якось осмислити, що він сам собою являє.

Справжній закон природи завжди простий і доступний людині у вичерпному розумінні. Людина не знаходить у ньому будь-яких темних місць чи сумнівних сторін. Вона ним впевнено користується, як надійним знаряддям праці у пізнанні ще не розгаданого у підвладній їй галузі природи. Згадайте, наприклад, "Періодичний закон Менделєєва"! До такого закону з якого б боку не підійшов при правильній постановці питання-вимоги, він завжди дасть правильну, вичерпну та впевнену відповідь. Він дедалі ширше розкриває таємниці світобудови, розширює і поглиблює розуміння сутності речей з його підвладної галузі природи.

Нині існуючий закон інерції виглядає зовсім інакше. Ось приклад думки одного з авторів книги з фізики: "Закон інерції зазвичай вважають настільки простим, що здається, ніби він не вимагає жодного обговорення. Це і є перша і дуже глибока омана. Насправді, в цьому законі, як у фокусі, зосереджені великі , принципові труднощі. Класична фізика так і не змогла їх подолати. Вони виявилися для неї "фатальними" і викликали до життя теорію відносності. Цей закон заслуговує на найвдумливіший розбір".

Як бачимо, сам факт змушує до справжнього визнання.

Що ж це може бути за людина в похилому віці, щоб вона все життя провела серед людей і близьких, і ніхто не зміг назвати її справжнього імені або ж дати їй хоч якусь приблизно правдоподібну характеристику? Так само виходить і з цим законом інерції. Це лише тінь від цього закону. Його вік біля 400 років! Це не 400 днів зроду, коли його ще не встигли вивчити, щойно відкритий новий закон природи. Він не одне покоління вчених пережив, і кожне покоління порушувало питання про його вдумливий розбір. І нині те саме питання стоїть на порядку денному - про природу самого закону. Постає питання, скільки ще знадобиться століть, щоб врешті-решт розібрали його вдумливо? Так, не дарма В. Околотін назвав його реліктовою рослиною з того ж таки реліктового саду механіки.

Цілком логічне і цілком по природньому буде, якщо до цього закону пред'явити незаперечні вимоги, тоді він ще ширше розкриє свою порожнечу.

У попередній розмові про які вимоги вже згадувалося. Але цього ще замало. Закон інерції повинен пояснювати з найяскравішою ясністю, вичерпне і цілком повно будь-який рух фізичного тіла в будь-яких умовах. Чи відповідає існуючий закон інерції таким жорстким, але реальним вимогам?

Якщо протікає якесь уявний прямолінійний і рівномірне рух тіла, то з допомогою цього закону інерції ще знаходять абияк "пояснення" . Але якщо стосується питання руху тіла по колу або обертального руху, то тут - стоп! Тут він нічого не може сказати. Це не у його функціях.

Постає питання, чому закон інерції не може пояснити цих видів руху? Адже це його прямий обов'язок. Як круговий, так і обертальний рух - це теж рух. Де є рух – там має бути закон. У природі руху тіл поза законом не буває!

Чи справедливий закон інерції взагалі, якщо він сам обирає лише йому вигідні види руху зі свого підпорядкування? А "неугодні" кому залишаться?

Це із прикладів земної механіки.

А як же справа в галузі небесної механіки? Чи застосовуємо там чинний закон інерції? Ні, не можна застосувати. І насамперед з тієї причини, що там відсутній прямолінійний рух тіл, відсутній стан спокою, відсутній і рівномірний рух.

Однак багато хто і там йому підшукують роботу, щоб не залишити його без шматка хліба. Говорять, що круговий рух планет складається з прямолінійного інерційного руху та падіння на Сонці. Безумовно, якщо брати до уваги лише маленькі відрізки дуги, то такі завжди здаються прямими лініями, бо дуже важко помітити їхню кривизну, особливо кола з великим радіусом. Так можна говорити і про прямолінійний рух точки на ободі маховика, якщо враховувати її траєкторію руху завдовжки 1 мм. Але ми маємо розглядати всю повноту картини кругового руху, а не її якийсь мікроскопічний фрагмент.

Дехто насправді уявляє собі таким круговий рух планет. "Так Місяць, що рухається круговою орбітою, завжди відчуває прискорення в бік Землі, але ніколи не наближається до неї. Це можна уявити собі, як падіння з дотичної до кола на коло, причому орбіта утворюється в результаті того, що тіло починає падати і досягає у потрібний момент наступної ділянки орбіти, не наближаючись, проте, до її центру" (Ерік Роджерс). Якщо схематично зобразити таку траєкторію, то вона буде подібна до циркулярної пилки для поздовжнього пиляння з спрямованими зубами в один бік.

Ось які розуміння про рух наштовхує закон інерції.

Він тільки там, де можна пристосовувати свою прямолінійність, а якщо йому важко виявляється, то доводиться вирівнювати або круговий рух, або ламати його і потім складати з прямих відрізків.

Що ж він може сказати про складніші речі, що мають місце в русі? Наприклад. Чому Місяць постійно звернена до Землі однією і тією ж стороною? Адже не всі супутники інших планет у такому становищі. Є ж супутники, які обертаються навколо власної осі? Адже ж супутники - це теж планетні тіла, тільки маленьких розмірів. Великі планетні тіла обертаються навколо своєї осі, що заважає обертатися і всім іншим: меншим і маленьким? Та й при тому всі вони перебувають у русі. Значить і їхній стан, незрозумілий нам, має бути підпорядкований якимось законам руху.

Продовження в Фундаментальні  закони механіки -2- для пари Земля-Місяць не діють