Против разделения сил на реальные силы и силы инерции возражал Мах, считавший, что механическую относительность нужно распространить на любые (а не только инерциальные) системы отсчета. Роль ускорения системы отсчета впервые экспериментально исследована в известном опыте Ньютона с ведром воды. Если сильно раскрутить ведро с водой, то уровень воды на краю станет выше, чем в центре, а ее поверхность примет форму параболоида. Существуют как сложные, так и простые объяснения этого явления. Проще всего считать, что при вращении ведра возникает центробежная сила инерции. Но можно представлять себе (по Маху), что существует действующий на расстоянии агент, «стаскивающий» частицы воды с окружности. Твердое ведро при этом форму не меняет, а поверхность воды легко деформируется.
Ньютон придерживался понятной и общепринятой теперь в классической механике интерпретации, считая вращение абсолютным в том смысле, что при вращении возникает центробежная сила, которую можно измерить. Но я хочу сейчас поговорить о другой, довольно странной, интерпретации, предложенной Махом, который утверждал, что увлекающая воду центробежная сила не фиктивна, а создается реальными телами (см. примеч. 36).
Оставим ведро с водой и рассмотрим Землю. Ввиду суточного вращения на ней действует центробежная сила, которая хоть и не велика, но все же поддается измерению. Откуда возникает эта сила? Мах полагал, что вращение Земли происходит от вращения всего множества звезд.
Я не утверждаю, что такая точка зрения вообще не имеет смысла, но выглядит она очень странно. Казалось бы, разумнее считать, что вращается именно Земля, а звезды неподвижны. Тогда для объяснения центробежной силы достаточно учесть собственное вращение всего одного тела — Земли, и не нужно привлекать движение всего звездного неба. Однако Мах считал, что представление об абсолютном характере вращения Земли неприемлемо и для объяснения происхождения центробежной силы на Земле нужно рассматривать относительное движение Земли и всей Вселенной. Иными словами, он говорил, что центробежная сила не возникнет, если все множество звезд не придет во вращение.
Может быть, это и так, но поскольку нельзя устранить влияние звезд, доказать это утверждение невозможно. Фактически оно — пример софизма. Сторонник такой точки зрения должен ответить на вопрос, с какой силой все звезды воздействуют на Землю и, пользуясь представлением о вращении звезд, объяснить возникновение центробежной и кориолисовой сил.
Ясно, что сделать это не просто. При выводе придется пользоваться статической силой типа силы тяжести, из которой вряд ли можно получить очень динамичную, зависящую как от скорости тела, так и от угловой скорости вращения системы отсчета силу Кориолиса. Не утверждая, что такой вывод невозможен, скажу лишь, что дело это наверняка очень сложное, и поэтому теория Маха не представляется мне привлекательной. Более удачным я считаю общепризнанное объяснение Ньютона, обычно излагаемое в учебниках ньютоновой механики. Ценность этой механики, в частности, в том, что она, имея свои пределы применимости, органически входит в ряд более широких теорий, например в теорию относительности. Разве это не прекрасно звучит: вращательное движение абсолютно, движение с постоянной скоростью — относительно.