กลไกคลาสสิกคืออะไร?

กลศาสตร์คลาสสิกเป็นสาขาของคณิตศาสตร์ที่อธิบายการเคลื่อนไหวของวัตถุอันเป็นผลมาจากมวลและกองกำลังที่ทำหน้าที่เอฟเฟกต์ถูกอธิบายครั้งแรกโดย Sir Isaac Newton ในช่วงศตวรรษที่ 17นิวตันใช้ผลงานของเขากับนักวิทยาศาสตร์ก่อนหน้านี้รวมถึงกาลิเลโอกาลิลีโยฮันเนสเคปเลอร์และคริสเทียยันฮัวเก้นทฤษฎีทั้งหมดในกลไกคลาสสิกขึ้นอยู่กับหรือได้มาจากทฤษฎีนิวตันซึ่งเป็นสาเหตุที่กลไกคลาสสิกมักถูกเรียกว่ากลไกของนิวตัน

นิวตันแนะนำกฎการเคลื่อนไหวสามประการของเขาในงานที่โด่งดังที่สุดของเขากฎหมายเหล่านี้อธิบายว่ากองกำลังส่งผลกระทบต่อการเคลื่อนไหวของร่างกายอย่างไรกฎหมายฉบับแรกระบุว่าร่างกายจะพักอยู่หรือจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่เมื่อกองกำลังที่ทำหน้าที่เท่ากันทั้งหมดกฎข้อที่สองเกี่ยวข้องกับการเร่งความเร็วของร่างกายกับกองกำลังที่ทำหน้าที่และระบุว่าสามระบุว่าสำหรับการกระทำใด ๆ มีปฏิกิริยาที่เท่าเทียมกันและตรงกันข้ามพฤติกรรมของก๊าซและของเหลวความผันผวนของสปริงและลูกตุ้มล้วนได้รับการอธิบายโดยใช้กลไกคลาสสิกนิวตันใช้กฎหมายของเขาเพื่อกำหนดแนวคิดของแรงโน้มถ่วงและการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ในทางกลับกันทฤษฎีเหล่านี้นำไปสู่สิ่งต่าง ๆ เช่นการปฏิวัติอุตสาหกรรมยุโรปในศตวรรษที่ 19 และการพัฒนาเทคโนโลยีดาวเทียมและการเดินทางในอวกาศในช่วงศตวรรษที่ 20

มีข้อ จำกัด ในการแก้ปัญหากลไกคลาสสิกระบบที่มีสุดขั้วของมวลความเร็วหรือระยะทางทั้งหมดเบี่ยงเบนจากกฎหมายนิวตันยกตัวอย่างเช่นโมเดลนิวตันไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมอิเล็กตรอนจึงแสดงคุณสมบัติทั้งแบบคลื่นและเหมือนอนุภาคทำไมไม่มีอะไรสามารถเดินทางด้วยความเร็วแสงหรือทำไมแรงโน้มถ่วงระหว่างกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลจึงปรากฏขึ้นทันที

สาขาฟิสิกส์ใหม่สองสาขาได้เกิดขึ้น: กลศาสตร์ควอนตัมและสัมพัทธภาพกลศาสตร์ควอนตัมบุกเบิกโดย Edwin Schroedinger, Max Planck และ Werner Heisenberg ตีความการเคลื่อนไหวของวัตถุขนาดเล็กมากเช่นอะตอมและอิเล็กตรอนวัตถุขนาดใหญ่และห่างไกลเช่นเดียวกับวัตถุที่เดินทางใกล้เคียงกับความเร็วของแสงถูกอธิบายโดยค่อนข้างซึ่งได้รับการพัฒนาโดยอัลเบิร์ตไอน์สไตน์

แม้จะมีข้อ จำกัด เหล่านี้กลไกของนิวตันมีข้อดีหลายประการมากกว่ากลศาสตร์ควอนตัมและค่อนข้างทั้งสองสาขาใหม่ต้องการความรู้เกี่ยวกับคณิตศาสตร์ขั้นสูงในทำนองเดียวกันวิทยาศาสตร์ควอนตัมและสัมพัทธภาพสามารถดูได้ง่ายเพราะพวกเขาอธิบายพฤติกรรมที่ไม่สามารถสังเกตหรือมีประสบการณ์ได้ตัวอย่างเช่นหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กระบุว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะรู้ทั้งความเร็วและที่ตั้งของร่างกายหลักการดังกล่าวตรงกันข้ามกับประสบการณ์ในชีวิตประจำวันคณิตศาสตร์ของกลศาสตร์นิวตันนั้นมีความท้าทายน้อยกว่าและใช้เพื่ออธิบายการเคลื่อนไหวของร่างกายในชีวิตประจำวัน