Три чудодея

Физика – наука экспериментальная, и первым систематическим экспериментатором был Галилео Галилей, который сформулировал принцип относительности движения. На основе этого принципа он построил кинематику механического движения, но изобретать способ описание этого движения ему не было надобности. Для этого хватало уже существующей алгебры. Кинематическое описание не отвечает на вопрос о причинах движения. Принцип Галилея описывал только равномерное и прямолинейное движение, которое позже назвали инерциальным, чтобы отделить его от других, неинерциальных движений.

Инерциальное движение не нуждается в причинах, оно являетсяимманентным, то есть присущим всем материальным телам, и, начавшись когда-либо, способно продолжаться сколько угодно, пока не появится причина, которая изменит его на неинерциальное.

Следующий шаг был сделан Исааком Ньютоном, который сформулировал три закона динамики механического движения, позволявшим описывать произвольные механические движения, источником которых служит сила.

Здесь важны два момента. Позже выяснилось, что уравнение динамики, которое гласит, что ускорение, приобретаемое телом пропорционально приложенной к телу силе и обратно пропорционально массе этого тела, допускает обобщения на случаи сил не механического происхождения, которые во времена Ньютона были неизвестны. Второй момент состоял в том, что решения этого уравнения на момент открытия законов динамиеи были возможны только в том случае, если сила постоянна, то есть не меняется во времени. Такой силой, с некоторыми оговорками, была лишь сила гравитации, которая была также введена в физику Ньютоном в открытом им законе всемирного тяготения.  Закон этот утверждал, что все тела притягиваются друг к другу с силой, пропорциональной массе этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояние между ними. Додуматься до открытия такого закона было совсем не просто, потому что коэффициент пропорциональности между силой гравитации и остальными параметрами любых тел на Земле был столь мал, что измерить эту силу было невозможно никакими приборами не только тогда, но и столетием позже. Единственным телом, гравитационное влияние которого не мало, была сама планета Земля. Её масса была настолько несоизмеримо велика по сравнению с массами других, доступных измерению, тел, что гравитационные эффекты для всех остальных тел заметны лишь между конкретным телом и планетой Земля.