經典力學簡史

   幾乎所有中學生似乎都在他們的學校學習古典力學。什麼是古典力學?“經典力學是對物理力作用下身體運動的研究。對於任何物理模型,經典力學都是一個近似值,它具有限制 - 它在小尺度,高速和大型引力領域中分解 - 但在其適用性範圍內(包括日常生活中的每個現象),它是有用的。”(IDEMA)。在中學中,所有學生都學習牛頓運動定律和重力定律。這兩個是經典力學中的關鍵概念。因此,古典力學如何保持?它和書中寫的一樣重要嗎?至少在我看來,我認為古典力學在人類發展中發揮了至關重要的作用,通過使人們注意物質的本質和宇宙的能力,使人們意識到實驗比理論上的推理重要甚至更重要,並且在理智和重大的上都深刻地改變了人類世界。

   對物體運動的研究是一門古老的學科,使經典的力學成為科學,工程和技術中最古老,最大的學科之一。在古代,有些人開始研究物體的運動。古希臘哲學家,尤其是亞里士多德,是第一個提出抽象原則管理性質的人之一。亞里士多德在他的天堂(de caelo)的書中認為,地球的天體升高或落到了他們的“自然位置”,並指出了正確的近似定律,即物體跌落的速度與其體重成正比,並且與它落在(Carlo)上的流體密度成反比。亞里士多德(Aristotle)看到“自然運動”和“強迫運動”之間存在差異,認為“在空隙中”,這意味著真空,靜止的物體將保持靜止,並且運動中的對象將繼續進行相同的運動。這樣,亞里士多德是第一個處理慣性法的人。他對物理科學的看法深遠影響了中世紀的獎學金,並延伸到文藝復興時期(Cline)。還有一種可以追溯到古希臘的傳統,該傳統被用來分析固定物體或移動物體,可以追溯到一些畢達哥拉斯人的工作。這種傳統的其他例子包括歐幾里得(在平衡上),阿基米德(在平面上,浮動物體上)和英雄(力學)。後來,伊斯蘭和拜占庭學者根據這些作品進行了工作,這些作品最終在12世紀的西方和文藝復興時期被重新引入或使用。但是,這些研究只是虛構的,而不是實驗性的。結果,許多結論是錯誤的。但是必須說是因為他們開始研究物體的運動。如果沒有他們最初的想像力,而沒有他們思考事物的發展方式,也許就無法建立古典力學,甚至物理學也無法建立。畢竟,沒有人會考慮物質的本質以及如何建立宇宙。

   隨著時間的流逝,一些科學家已經意識到不能僅憑想像就得出結論。古典力學中重要的人之一是伽利略·伽利略(Galileo Galilei)。他通過在傾斜平面上滾動球來進行定量實驗。他正確的加速運動理論似乎來自實驗結果(Palmieri 2003)。伽利略還發現,物體與水平投影的物體同時垂直撞擊地面,以便統一旋轉的地球仍將在重力下落在地面上。更重要的是,它斷言恆定運動與靜止是無法區分的,因此構成了相對性的基礎。他是古典力學中的第一個人,也是力學的整個歷史上使用實驗證明的人。他在研究理論物理學時教了人們實驗的重要性。他率先使用實驗來證明。可以公平地說,如果他沒有開始進行實驗,人們仍然會在紙上討論理論,而不是從實驗中獲取數據並根據數據得出結論。可以這麼說,亞里士多德給了人們研究世界本質的想法。伽利略推動了人們,並向他們展示瞭如何研究世界的本質。

   在古典力學上的另一個有影響力的人是艾薩克·牛頓爵士。1687年,他的作品是自然哲學的數學原理(以下簡稱 *princionia *),首次出版。在 *Principia *中,牛頓列出了運動和重力定律,他建立了一個主要的科學概念,後來被相對論取代了(牛頓)。此外,在 *Principia *中,牛頓的第二和第三定律都得到了適當的科學和數學處理(Thornton)。他還根據發現並分析觀察到的天體數據的定律解釋了宇宙系統,例如衛星如何在行星周圍移動,行星如何在太陽周圍移動以及如何確定彗星(Schmitz)。同時,他還觀察並分析了物體在地面上的自由跌落和彈丸運動,這首先將地球運動和天體的運動結合在一起。牛頓與早期解釋類似現象的嘗試不同,這些現像要麼是不完整,不正確或沒有給出準確的數學表達式,但牛頓給出了更完整的表達。牛頓運動和引力定律的結合提供了對古典力學(Thornton)的最完整,最準確的描述。此外,他證明了這些法律不僅適用於日常物體,還適用於天體,尤其是理論上解釋了開普勒的行星運動定律。他的邏輯是嚴格的,結構是嚴格的,並且通過觀察和實驗,形成了完整的科學系統。古典力學的建立為整個自然科學的發展奠定了堅實的基礎,建立了基本的概念和基本的力學定律,使力學成為系統的理論知識系統,並逐漸成熟和完美。古典力學不僅描述了物體的運動,而且還揭示了物體運動的原因,以便人們可以理解對像如何移動,解釋事物的移動以及使人們能夠改善事物的運動狀態從變化的結果到對變化過程的理解,從而極大地改變了人們對世界的理解和觀點。最後但並非最不重要的一點是,經典的力學和工程實踐的結合,建立了應用機制,例如液壓,材料的力學,結構力學等。河污damming,橋樑建設和現代運輸方式,例如火車,汽車和飛機,所有這些都構成了經典的機制,因為這些都是可以進行的,因為這是可能的機器人的,因此可以進行機構的發現。不僅如此,經典力學的理論也適用於宇宙的探索。由於牛頓統一了天地的運動,因此人們能夠通過數學方法探索宇宙。甚至後來,人們使用牛頓的理論(使用牛頓的理論)將衛星發射到外層空間,建造火箭等。這極大地促進了人類社會的發展。

總而言之,經過大約兩千年的發展,已經建立了古典力學的建築。從亞里士多德到伽利略,從牛頓到愛因斯坦,幾代科學家從未停止尋找真相。他們一生都致力於物理學。在古典力學研究的過程中,最重要的不是研究的內容,而是如何進行研究:提出問題和猜測,進行實驗,理論化和結論,這是古典力學的最重要貢獻之一。當然,不能否認,儘管經典的力學有局限性,但只能以宏低的速度討論,經典力學理論確實為人們的生產和生活做出了巨大貢獻。物理學理論尚未統一,但是很快就會有一個成熟的理論來統一物理學。


引用的作品

亞里士多德。在天堂(de Caelo)書13

亞里士多德。物理學書4關於運動中的運動

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Thornton,Stephen T.和Jerry B. Marion。粒子和系統的經典動力學。布魯克斯/科爾,2004年。

作者

Evan Mi

發表於

2023-03-15

更新於

2023-03-15

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