абстрагироваться от всех несущественных факторов исследуемого
процесса и выделить свойства и факторы существенные, основные,
определяющие ход процесса. Действительно, интуитивно мы вполне
можем допустить, что расстояние, пройденное падающим телом,
зависит от его массы, скорости, а может быть, даже и температуры.
Однако физический опыт не подтверждает эти предположения.
Вопрос о том, какие факторы оказывают существенное влияние на
ход процесса, а от каких можно абстрагироваться, представляет
весьма сложную проблему. Не решение связано с выдвижением гипотез
и их последующей проверкой. Рассуждая абстрактно, можно допустить
бесконечное множество гипотез, в которых учитывалось бы влияние
самых различных факторов на процесс. Ясно, однако, что проверить
все их экспериментально нет никакой практической возможности.
Возвращаясь к закону свободного падения, мы видим, что движение
падающего тела всегда происходит единообразным путем и зависит
прежде всего от времени. Но в формуле закона встречаются также
начальный путь, пройденный телом S
о
, и его начальная скорость V
o
,
которые представляют фиксированные величины, или параметры. Они
характеризуют первоначальное состояние движения какого-либо
конкретного физического тела. Если известны эти начальные условия,
то мы можем точно описать его поведение в любой момент времени,
т.е. в данном случае найти путь, пройденный падающим телом в
течение любого промежутка времени.
Возможность абстрагирования законов движения из хаотического
множества происходящих вокруг нас явлений, замечает известный
американский физик Е. Вигнер, основывается на двух
обстоятельствах. Во-первых, во многих случаях удается выделить
множество начальных условий, которое содержит все то, что
существенно для интересующих нас явлений. В классическом примере
свободно падающего тела можно пренебречь почти всеми условиями,
кроме начального положения и начальной скорости: его поведение
всегда будет одним и тем же, независимо от степени освещенности,
наличия вблизи от него других тел, их температуры и т. д. Не менее
важное значение имеет то обстоятельство, что при одних и тех же
существенных начальных условиях результат будет одним и тем же
'Независимо от того, где и когда мы их реализуем. Иначе говоря,
абсолютное положение и время никогда не являются существенными
начальными условиями. Это утверждение, продолжает Вигнер, стало
первым и, может быть, наиболее важным принципом инвариантности в
физике. Не будь ее, мы бы не могли открывать законы природы.
Существование устойчивых, постоянных инвариантных отношений
среди беспрестанно изменяющихся свойств, признаков и характеристик
предметов и явлений служит основой для выделения или
абстрагирования законов. При этом безразлично, идет ли речь о
свойствах отдельно взятого предмета или различных предметов. Как
сами предметы, так и их свойства не остаются одинаковыми, они
испытывают различные изменения, которые в естественных науках
описываются с помощью переменных величин. Как бы ни менялись
свойства и характеристики предметов и процессов, в их изменении
всегда можно выделить некоторые устойчивые, постоянные отношения.
Хотя расстояние, пройденное падающим телом, непрерывно изменяется