Теперь немножко пофантазируйте. Представьте себе, что вы проделываете все то же самое, но смотрите на происходящее через микроскоп, увеличивающий в сотни миллиардов раз. Нитка, как и все, что нас окружает, состоит из молекул. Те, в свою очередь, состоят из атомов. Атомы состоят из ядер и электронов. Радиус атомного ядра, по современным представлениям, имеет порядок 10~13 см. Расстояния между атомными ядрами при самой плотной их упаковке не бывают меньше Ю-8 см.
Вдумайтесь в эти цифры. Расстояние между двумя соседними ядрами в 100 тыс. раз превышает радиусы ядер. Если бы радиус ядра был равен 1 см, то расстояние между двумя соседними ядрами оказалось бы равным 1 км. Человек, обладающий самым острым зрением, не смог бы увидеть два ядра одновременно.
Какую картину вы увидели бы в микроскоп? Нитка представилась бы вам как множество крохотных частичек — ядер (электроны, по современным представлениям, вообще не имеют размеров), отстоящих друг от друга на гигантских по сравнению с их собственными размерами расстояниях. Так же выглядела бы и рука, вернее, та часть руки, которая, по нашему мнению, соприкасается с ниткой. Что самое интересное во всем этом? Ни одно из ядер, составляющих нитку, не только не соприкасается ни с одним из ядер, составляющих руку, но и не приближается к ним на расстояние, меньшее Ю-8 см, т. е. на расстояние, в 100 тыс. раз превышающее размеры самих ядер. Так как же передается сила от руки к нитке, если она действительно передается? Снова пресловутое дальнодействие? Перед тем как ответить на этот вопрос, отвлечемся немного в сторону.
Садимся за учебник
Берем учебник физики, читаем: «Основные положения динамики были сформулированы Ньютоном в его «Математических началах натуральной философии» (1678)... Первый закон Ньютона может быть сформулирован следующим образом: всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние». И далее: «Второй закон в формулировке, данной самим Ньютоном, гласит: изменение движения пропорционально приложенной силе и происходит в том направлении, в каком действует сила».
Вот откуда она взялась, эта самая сила! Но сначала разберемся с первым законом. Смотрите, как он выражается: «...тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения...» Что значит «тело сохраняет»? Оно само сохраняет или таковы условия его существования во внешней среде? Из всего, что написано дальше в учебнике, вроде бы следует, что тело сохраняет именно само. Физическим телам присуще некое определенное свойство, названное инерционностью. Существует даже мера этого свойства, называемая массой. Все верно.
Справедливость законов Ньютона подтверждает повседневный жизненный опыт. Выпущенная из лука стрела летит, с нашей точки зрения, по прямой до тех пор, пока не' столкнется с мишенью. То же происходит с пистолетной или винтовочной пулей. Брошенный камень движется, правда, не по прямой, а по кривой, близкой к параболе, но и этому немедленно находится объяснение Причина — в притяжении Земли. Земля и есть то самое другое тело, которое, воздействуя на камень, искривляет его траекторию.
Пока все сходится. Но вот выпущен артиллерийский снаряд, причем летит он в космическом пространстве, где нет никаких других воздействующих на него тел. В таком случае его движение строго равномерно и строго прямолинейно. А вот снаряд взорвался — распался на множество осколков. Каждый из осколков отнюдь не продолжает траекторию снаряда, а может отклониться от нее на сколь угодно большой угол. Заметьте, в этом мысленном опыте нет никаких других тел, которые могли бы воздействовать на снаряд. Так что же, первый закон Ньютона несправедлив?
Да, осколки разлетаются в разные стороны, но всякий знает, что существует точка, называемая центром масс, и эта точка продолжает равномерное прямолинейное движение до тех пор, пока хотя бы один из осколков не испытает воздействия со стороны других сил. Так для чего справедлив закон Ньютона — для реальных физических тел или для мысленных точек? Ведь если снаряд находится в космическом пространстве, то его осколки после взрыва могут удалиться от мысленной точки на расстояния в сотни и тысячи километров. Так что же тогда движется прямолинейно и равномерно?