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1、经典力学的成与败 摘 要：论述经典力学的胜利之处，批判经典力学的局限性：肯定时间、肯定空间、引力本质、质量不变等观点，阐述其应用范畴及和经典物理学的冲突。 关键词：空间；时间；引力的本质；质量；冲突 一、经典力学的基本介绍 经典力学，又称古典力学或牛顿力学，是力学的一种，以三条牛顿运动定律和万有引力作为基础，是一种在宏观世界和低速状态下，探讨物体运动的基要学术。牛顿系统地总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作，他于1687年出版了自然哲学数学原理。牛顿的自然哲学数学原理的出版，标记着经典力学体系的建立。牛顿在这部书中，从力学的基本概念和基本定律动身，运用他所独创的微积分这一有效的数学工具，建立
2、了经典力学的完整而严密的体系，把天体力学和地面上的物体的力学统一起来，这是物理学史上第一次大综合。 二、经典力学的成就 17世纪以来，以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发展，从而取得了巨大成就。经典力学在科学探讨和生产生活中有广泛的运用。科学探讨方面，例将经典力学和天文学相结合，科学家们建立了天文力学；经典力学若和工程实际相结合，就建立了应用力学，如水力学、材料力学、结构力学等等？。在生产生活方面，经典力学可用于计算表示生物体的运动轨迹、一些微尺度物体，并且他能够精确的计算出一般物体与天体的运动轨道和距离。经典力学的建立对自然科学和科技的发展、社会的进步就有深远影响。 三、经典力学的局限性 时
3、代在发展，人们在创建人类历史的同时总是不行避开地要受到时代的制约，牛顿当然也不例外。由于受到时代的局限，牛顿创立的经典力学的基本概念和基本原理存在着固有的局限性，主要表现在以下几个方面： 经典力学引入了肯定时间、肯定空间等概念。根据牛顿的说法，肯定时间就是时间根据它原本的轨迹和运动方式消逝着，不受外界物质干；。肯定空间则是与外界物质能量无关的恒久静止不动的物质；而肯定运动就是一个物体从某一肯定的处所向另一肯定的处所的不受运动速度等外界因素影响的移动。莱布尼兹、马赫等先后都对牛顿的肯定空间、肯定时间观念提出过异议，但是因为经济科技的局限性也并没有证据能表明牛顿肯定空间的存在及合理性。直到四一百零
4、一年后20世纪，爱因斯坦总结了上述的相对性原理，提出狭义相对论。它表明，时间长度和时间间隔也会变成相对的，在肯定高速运动下，运动的笔相对于静止的笔变短，运动的钟相对于静止的钟也会变慢，也就是通俗的说在肯定状况下时间可以倒流。广义相对论里时空的性质是与物体运动有关的：一方面，物体运动的性质要要靠时空的参照系来描述，它另一方面时空的性质也确定物体及其运动本身。随后爱因斯坦量子理论的出现，对时间概念提出了更根本的看法。时间概念讲的现在与过去之间的相互关系，是与现实中的因果依次概念非常不同，暗含于时间概念中的因果序列是说过去的时间可以不叠加在现在上。因此，用时间来描述事务发生的依次，可能并不总是适用的
5、。人类出现以来始终把空间与时间作为事物之间的一种次序，但这并不肯定是最基本的次序。更基本的次序还有待人类发觉。 牛顿被一个苹果砸中继而想到了万有引力的问题。引力是指全部物质之间相互吸引存在的吸引力。这个力的大小与物体质量成正比，而与它们质量的平方成反比。他凭借着万有引力定律发觉了海王星、冥王星。但是为什么会产生引力他也给不出说明。爱因斯坦在广义相对论中对万有引力做出一种说明，就是时空本身是有弹性的，可以弯曲、伸展。这与物质的质量有关。当一个有质量的物体置于某一空间时，空间就会弯曲变形，质量越大，空间弯曲变形就越严峻。但是空间为什么会弯曲变形呢？宏大的爱因斯坦也没给出答案，至今科学家也没有找到传
6、递万有引力作用的引力子。这仍需我们的进一步探究。 经典力学定律只适用于宏观低速世界，不适用可与光速相比的高速状况和微观世界。 经典物理学与经典力学的冲突，最难使人满足之处唯恐莫过于对光的描述了。牛顿认为光是一种微粒。假如微粒说是正确的，那么人们不禁要问，当光被汲取的时候，组成光的粒子变成了什么呢？根据波动论，光被说明为充溢宇宙空间的以太的振动。以太不承受压应力而能承受应切力是因为光是横波，又由于以太产生的阻力太小无法观测，它又必需具有微小的密度。为此，人们费尽心机，想出种种以太模型。在热力学中，经典力学的基本概念和基本原理也遇到了一些麻烦。1865年，克劳修斯确立了热力学其次定律，该定律中熵增
7、加原理揭示出与热现象有关的物理过程具有不行逆性。这与经典力学的内容不符，普遍的力学原理是说力学过程是具有可逆性的。但是热力学其次定律也是普遍成立的，因此，两者存在着相兼容的冲突。 四、总体评价 牛顿用自己毕生的精力，在前人的基础上建起了一座物理学上的里程碑，他的探讨推动了人类文明的进程。经典力学在人类生产生活和科学探讨都有巨大源远影响，将长期松散的物理力学完整严密系统的整理出来，这是物理学史上第一次大综合。但同时因为其时代的局限性，这套理论只适用于某些状况下，里面包含的内容有些过于肯定化，有些真理至今还无法用事试验证。现代的爱因斯坦继承完善了他的巨作，但这并非是最终结果，人类在探究科学的道路上
8、还有很长的道路要走。这须要我们保持着对科学严谨热诚的看法，孜孜不倦的探究和努力，接着为科学事业拼搏奋斗。 参考文献 1时间保罗贝内特著；苏福忠译，上海：上海人民美术出版社，2003 2量子力学与经典力学的比较，杨留方，玉溪师专学报，11011，03 3广义经典力学系统动力学的探讨成果，张毅，苏州科技学院学报，2004，03 4中国分析力学40年，梅凤翔，罗绍凯，赵跃宇，北京理工高校学报，2022， 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页