什么是经典力学(Classical Mechanics)？

古典力学是一个研究领域，它描述了物体在质量和作用于它的力的作用下的运动。艾萨克·牛顿爵士在17世纪首次描述了这种效应。牛顿的工作以早期的科学家为基础，包括伽利略伽利略，约翰内斯·开普勒和克里斯蒂安·惠更斯。经典力学中的所有理论都是基于或源自牛顿的理论，这就是为什么经典力学常被称为牛顿力学的原因。艾萨克·牛顿在古典力学方面的工作是以伽利略·伽利略等早期科学家的工作为基础的。牛顿在他最著名的著作《数学原理》（Principia Mathematica）中介绍了他的三个运动定律。这些定律描述了力是如何影响的物体的运动。第一定律指出，当作用在物体上的力相等时，物体将保持静止或以稳定的速度运动；第二定律把物体的加速度与作用在它身上的力联系起来，第三定律指出，对于任何作用，有一个相等和相反的反应。约翰内斯·开普勒帮助奠定了经典力学的基础。气体和液体的行为，弹簧和摆锤的振动都是用经典力学来描述的。牛顿自己用他的定律来定义引力的概念和行星绕太阳的运动。反过来，这些理论导致了19世纪的欧洲工业革命和卫星技术的发展经典力学是以艾萨克牛顿的工作为基础的。然而，经典力学的解决方案也有局限性。具有质量、速度或距离极值的系统都偏离了牛顿定律例如，牛顿模型无法解释为什么电子同时具有波状和质点状的特性，为什么没有东西能以光速传播，或者为什么遥远星系之间的引力似乎是瞬间作用的。荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯在经典力学中提出了理论物理学的分支出现了：量子力学和相对论。由埃德温·施罗德、马克斯·普朗克和沃纳·海森堡首创的量子力学解释了原子和电子等非常小的物体的运动。大而远的物体以及接近光速的物体被相对地描述为，尽管有这些局限性，牛顿力学比量子力学有几个优势，这两个新领域都需要高等数学知识。同样，量子科学和相对论科学似乎有违直觉，因为它们描述了无法观察或体验到的行为。例如，海森堡不确定性原理指出，不可能同时知道物体的速度和位置。这种原理与日常经验相反。牛顿的数学力学远没有那么具有挑战性，它被用来描述日常生活中物体的运动。根据经典力学，物体所受的力与其质量成正比，这就是为什么在火车与汽车碰撞中，汽车受到的损伤最大。