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在人类以往的认知史上,牛顿是个标志性人物,他无疑最有资格成为经典科学和经典物理学的创始人,也可以称之为现代科学的鼻祖,奠定了现代工程学的基础。
牛顿通过运用归纳与演绎、综合与分析的方法极其明晰地得出了完善的力学体系,阐明了动量和角动量守恒的原理,提出牛顿三大运动定律,创立了物理经典力学,把天上运动和地上运动统一起来,把人类对整个自然界的认识推进到一个新水平,从力学上证明了自然界的统一性,这是人类认识自然历史的第一次大飞跃。经典力学体系开辟了一个新时代,并对学科发展的进程以及后代科学家们产生了极其深刻的影响。经典力学的建立首次明确了一切自然科学理论应有的基本特征,这标志着近代理论自然科学的诞生,也成为其它各门自然科学的典范。
经典力学体系在宏观世界所向披靡,然而,却被认为在微观世界里,已经无能为力。但事实是这样吗?
人类对微观世界的认知能力非常有限,无论是观测手段,测量技术,理论模型。基本的方法还是基于“碰撞”,然而关于粒子的碰撞依然使用经典力学,即动量和能量守恒。
加速电场中的带电粒子、磁场中的带电粒子的速度、位置与轨迹的计算,依然要依靠牛顿三定律。
无论是在宏观世界还是微观世界里,单个粒子或单个物体的动力学计算,离不开动量守恒和能量守恒,更离不开牛顿三定律的动力学分析。也就是说,除了经典力学体系,任何其它的理论体系对于单质点的动力学计算都会无能为力,无论是在宏观世界还是微观世界里,都没有任何例外。
那么为什么说经典力学不好使呢?归根结底还是精确的力学分析,只要能够进行精确的力学分析,无论是在宏观世界还是微观世界里,经典力学体系均会有效;若是不能进行精确的力学分析,无论是在宏观世界还是微观世界里,经典力学体系均会失效。
漂浮尘埃、掷色子、投硬币、打靶子等这些宏观物质的运动,经典力学已经失效。无论你怎样测定各种参数,无论你怎样计算,都无法预测单次的漂浮尘埃轨迹、掷色子点数、投硬币正反、打靶子环数。难道动量守恒、能量守恒、牛顿三定律在宏观世界也失效了吗?原因是无法精确力学分析,所有的动力学计算已经失去意义。
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