Итак, попробуем понять, как в нашей Вселенной, в физическим мире, задана и существует Абсолютная система отсчета.
Абсолютное пространство Ньютона
Ньютон, как и много позже Пуанкаре, конечно, также понимал, что в нашем мире каким-то образом задана Абсолютная система отсчета (АСО).
В частности, об этом свидетельствовал знаменитый опыт Ньютона с вращающимся ведром: объяснить, откуда при вращении ведра с водой возникают силы инерции - то есть относительно какой системы отсчета происходит это вращение - Ньютон не мог иначе, как предположить, что это вращение происходит относительно некоей абсолютной системы отсчета. И, собственно, отсюда возникло представление Ньютона об абсолютном пространстве.
Вот как определил абсолютное пространство сам Ньютон:
"Абсолютное пространство по своей природе, безотносительно к чему-либо внешнему, всегда остаётся неизменным и неподвижным. Относительное пространство — это некое подвижное измерение или мера абсолютного пространства, которое наши чувства определяют по его расположению относительно тел и которое обычно принимают за неподвижное пространство... Абсолютное движение — это перемещение тела из одного абсолютного места в другое, а относительное движение — перемещение из одного относительного места в другое".
НЕПОДВИЖНОСТЬ. Вот главное "свойство" абсолютного пространства Ньютона, его главное отличие от всяких тел с их относительными пространствами.
И, собственно, отсюда в физике Ньютона (в первом "законе Ньютона") вполне естественно возникает представление об инерциальных системах отсчета, открытых еще Галилеем: инерциальная система отсчета (ИСО) - это такая физическая система, которая находится в некоем равновесном состоянии, так что внутри нее не действуют никакие силы инерции, связанные с ускорением.
И поэтому любую ИСО мы можем считать условно неподвижной. То есть ИСО становится выделенной системой отсчета, которая условно обладает тем же свойством, что и абсолютное пространство - неподвижностью.
Привилегированные системы отсчета
Проблема ньютоновского представления об абсолютном пространстве состояла в том, что такое неподвижное абсолютное пространство предполагало некие "абсолютные места", так что тела движутся из одного "абсолютного места" в другое. А это, в свою очередь, подразумевало, что какие-то тела и связанные с ними ИСО могут быть абсолютно неподвижными в этом абсолютном пространстве.
Но ничего похожего в реальном физическом мире мы не находим: все тела движутся относительно друг друга, и нет никаких признаков того, что хотя бы одно из них хоть когда-то находится неподвижным в некоем "абсолютном месте". Поэтому позднее это представление Ньютона об абсолютном пространстве стало вызывать у натурфилософов и физиков все больше сомнений и критики: становилось понятно, что абсолютное пространство Ньютона - это скорее чисто абстрактное (метафизическое) представление, и в реальном физическом мире ничего похожего на абсолютное пространство Ньютона найти невозможно.
Тем не менее, для описания любого движения нам нужна какая-то система отсчета, которую мы сможем считать условно неподвижной - то есть инерциальной системой отсчета. И при этом инерциальные системы отсчета - вопреки первому постулату Эйнштейна - вовсе не являются равноправными.
В самом деле, если главное "свойство" ИСО состоит в том, что мы такую систему отсчета можем считать неподвижной, то в этом смысле различные ИСО, очевидно, вовсе не являются равноправными.
Так, система отсчета, связанная с Землей (или с поверхностью Земли) во многих задачах явно не является равноправной с системами отсчета, связанными с телами на поверхности Земли или около нее. "Равноправными" они являются только чисто математически - в том смысле, что мы можем чисто математически
с равным успехом связать СО с поверхностью Земли или с каким-то телом, движущимся относительно поверхности Земли. Но физически СО, связанная с поверхностью Земли, конечно, будет более привилегированной, так как мы ее можем считать "более неподвижной".
Например, если поезд движется относительно платформы, то мы можем математически связать СО как с платформой (с поверхностью Земли), так и с поездом. Однако мы понимаем, что объективно правильней будет все же считать, что это поезд движется относительно Земли, а не наоборот. То есть СО, связанная с Землей, объективно является более привилегированной.
А если по вагону поезда, движущемуся равномерно и прямолинейно, идет пассажир, то мы понимаем, что ИСО, связанная с вагоном, объективно является более привилегированной, чем ИСО, связанная с пассажиром.
Почему одни системы отсчета являются объективно "более неподвижными", чем другие? И почему они оказываются объективно более привилегированными? Очевидно, это определяется массой тела, с которым мы связываем систему отсчета: чем более массивным является тело, тем более инертным оно является, и тем сложнее изменить состояние его неподвижности (или его равномерного движения по прямой). То есть тем сложнее его вывести из его равновесного инерциального состояния. А следовательно, тем оно объективно лучше удовлетворяет требованию к ИСО - то есть объективно тем более неподвижным оно является.
В поисках Абсолютной системы отсчета
Таким образом, в физическом мире одни системы отсчета являются объективно более привилегированными перед другими. И "равноправными" все они являются только чисто математически, когда мы абстрагируемся от массы, с которой связана данная система отсчета. То есть когда мы убираем из рассмотрения важнейшую физическую величину, с которой связана данная система отсчета.
Так, система отсчета, связанная с Солнцем, очевидно, является более привилегированной, чем СО, связанная с Землей. Вращение Земли вокруг Солнца "эквивалентно" вращению Солнца вокруг Земли только чисто математически, но в физическом смысле правильно говорить, что это Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Физически эти две СО вовсе не являются "равноправными", так как масса Солнца много больше массы Земли.
Далее, мы можем говорить, что система отсчета, связанная с центром нашей галактики, является более привилегированной ИСО, чем система отсчета, связанная с Солнцем: это Солнце вращается вокруг центра галактики, а не наоборот.
И может показаться, что чем дальше мы будем идти по этому пути, выбирая все более массивное тело, с которым мы можем связать все более привилегированную СО, тем ближе мы подойдем к абсолютной системе отсчета, которую мы сможем уже считать абсолютно неподвижной. Так что это тело и связанная с ним СО и будут задавать во всем физическом пространстве Вселенной "абсолютные места", о которых говорил Ньютон.
Однако этого не происходит. И мы можем до бесконечности выбирать все более массивные тела, связывая с ними все более неподвижные (и все более привилегированные) ИСО - например, ИСО, связанные с далекими звездами и галактиками, - однако, очевидно, мы никогда не найдем абсолютно неподвижную систему отсчета. А значит, задать в физическом мире абсолютную систему отсчета таким образом невозможно. Абсолютной системы отсчета в понимании Ньютона в 3D-пространстве объективно, физически, не существует. И даже самая-самая неподвижная и инерциальная система отсчета, - связанная, например, с самыми далекими галактиками, - все равно останется неподвижной только условно. А следовательно, такая инерциальная система никак не может служить Абсолютной системой отсчета объективно, для всех физических систем.
Скорость света как параметр абсолютного движения
Таким образом, вполне очевидно, что физический смысл абсолютной системы отсчета не может быть определен через абсолютно неподвижную систему отсчета, связанную с абсолютно неподвижным телом (или абсолютно неподвижным местом). В 3D-пространстве нет абсолютно неподвижных физических систем. Представление о неподвижности всегда относительно (и поэтому всегда условно).
Но зато мы находим в физическом мире вполне определенную физическую величину, которая задает нам абсолютное движение - двустороннюю скорость света, которая всегда остается одинаковой и не зависит ни от каких выбранных нами систем отсчета. Из чего мы можем предположить, что абсолютная система отсчета задана и присутствует в физическом мире вовсе не как абсолютная неподвижность (как полагал Ньютона), а как абсолютное движение.
Но поскольку со светом связать систему отсчета мы не можем, мы пытаемся задать локально-абсолютную систему отсчета (ИСО) через неподвижность - выбирая все более и более неподвижные системы отсчета. То есть, пытаясь найти АСО, мы как бы движемся в противоположном направлении от объективно существующей АСО, заданной в физическом мире, выбирая все более массивное тело, с которым мы связываем систему отсчета, и пытаясь замедлить скорость движения до нуля, до состояния абсолютной неподвижности. И, естественно, такую абсолютно неподвижную систему мы не находим, так как замедлить скорость СО до полного нуля (до абсолютной неподвижности) невозможно.
А из всего этого следует, что относительным в физическом мире является вовсе не движение - относительным является состояние покоя. И что объективная АСО задается в физическом мире не через абсолютную неподвижность, а через абсолютное движение - то есть через движение с максимально возможной скоростью, скоростью света. И нам лишь остается понять, как эта АСО задается в пространстве-времени не только для света, а для всех вообще физических систем и связанных с ними систем отсчета. Так что все системы отсчета в физическом мире в итоге оказываются синхронизированными между собой через эту АСО.