经典力学

　　概念力学在量子力学出现前的总称，研究宏观物体的运动规律，包括以牛顿运动定律为基础的经典理论和狭义相对论。I.牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出的运动三定律和万有引力定律为经典力学奠定了基础。L.欧拉，J.-L.拉格朗日、W.R.哈密顿等继牛顿之后，发展了不同的体系，推广了力学在自然科学和工程技术中的应用。

　　学者们根据经典力学的定律和万有引力定律曾经精确地预言彗星和小行星等的运动，并且得到了验证;还根据这些定律预言并发现了新的行星。经典力学应用的成功以及麦克斯韦的电磁学理论预测电磁波的成功曾使19世纪末一些物理学家以为物理学在原则上已是完善的。

　　以牛顿定律为基础的力学理论是有它的局限性的。当物体的运动速度可与光速比拟时，对运动的分析要求放弃绝对空间和时间的概念，A.爱因斯坦于1905年建立的狭义相对论对此作了彻底的改革。在狭义相对论中，给出了长度收缩效应和时间膨胀效应，从而得出质点的质量是速度的函数，当质点速度接近光速时，质量趋于无限大。在物体的速度比光速小得多的条件下，牛顿定律成为相对论的特殊情况。在相对论动力学中也可应用拉格朗日和哈密顿的方法，但此时的拉格朗日函数和啥密顿函数不同于非相对论力学中的相应函数。

　　20世纪20年代，L.-V.德布罗意、E.薛定谔、W.K.海森伯、P.A.M.狄喇克等物理学家建立了研究电子、质子等微观粒子行为的量子力学。量子力学的一个基本观点是微观粒子的行为不能以空间和时间的确定函数表达，故量子力学是非经典的。

　　由于牛顿力学和相对论力学在描述物体行为的观点上是一致的，现代的经典力学著作都把狭义相对论的知识作为经典力学的组成部分。这些著作常包括牛顿力学和其重要发展体系——拉格朗日体系、哈密顿体系，以及狭义相对论等部分。因此，经典力学可分为非相对论经典力学和相对论经典力学。

　　经典力学是力学的一个分支。经典力学是以牛顿运动定律为基础，在宏观世界和低速状态下，研究物体运动的基要学术。在物理学里，经典力学是最早被接受为力学的一个基本纲领。经典力学又分为静力学(描述静止物体)、运动学(描述物体运动)和动力学(描述物体受力作用下的运动)。在十六世纪，伽利略·伽利莱就已采用科学实验和数学分析的方法研究力学。他为后来的科学家提供了许多豁然开朗的启示。艾萨克·牛顿则是最早使用数学语言描述力学定律的科学家。

　　牛顿第一定律

　　一切物体在没有受到外力作用或受到的合外力为零时，它们的运动保持不变，包括加速度始终等于零的匀速直线运动状态和静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

　　牛顿第二定律

　　物体的加速度与所受外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。

　　公式：F(合)=kma【当F(合)、m和a 采用国际单位制N、kg和m/s^2时，k=1】

　　牛顿第三定律

　　两个物体之间的作用力与反作用力大小相等，方向相反，并且在同一条直线上。

　　万有引力定律

　　自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体(质点)的质量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。公式：

　　古希腊

　　力学是物理学中发展较早的一个分支。古希腊著名的哲学家亚里士多德曾对“力和运动”提出过许多观点，例如“力是维持物体运动状态的原因”，“两个重物，较重的下落较快”等。

　　他的著作一度被当作古代世界学术的百科全书，在西方有着极大的影响，以致他的很多错误观点在长达2000年的岁月中被大多数人所接受。

　　古代中国

　　在中国古代，墨子提出“力，重之谓”，首次将重量看做一种力，将重力与质量区分开。又提出“力，形之所以奋也”，即力是物体加速运动的原因，[1] 尽管“加速运动”与“运动状态的改变”仍有较大区别，但这已经是一个巨大的进步，领先西方近两千年。可惜，由于秦汉战乱，墨家逐渐消亡，儒家占据统治地位使得自然科学研究被看做“奇技淫巧”，因此中国的经典力学研究没有发展下去。

　　16世纪-17世纪

　　人们开始通过科学实验，对力学现象进行准确的研究。许多物理学家、天文学家如哥白尼、布鲁诺、伽利略、开普勒等，做了很多艰巨的工作，经典力学逐渐摆脱传统观念的束缚，有了很大的进展。

    英国科学家牛顿在前人研究和实践的基础上，经过长期的实验观测、数学计算和深入思考，提出了力学三大定律和万有引力定律，把天体力学和地球上物体的力学统一起来，建立了系统的经典力学理论。经典力学概括来说，是由伽利略及其时代的优秀物理学家奠基，由牛顿正式建立。所以牛顿曾说过，他是站在了巨人的肩膀上。

　　18世纪-19世纪

    由伽利略和牛顿等人发展出来的力学，着重于分析位移、速度、加速度、力等等矢量间的关系，又称为矢量力学。它是工程和日常生活中最常用的表述方式，但并不是唯一的表述方式：拉格朗日、哈密顿、卡尔·雅可比等发展了经典力学的新的表述形式，即所谓分析力学。分析力学所建立的框架是现代物理的基础，如量子场论、广义相对论、量子引力等。

　　微分几何的发展为经典力学注入了蒸蒸日盛的生命力，是研究现代经典力学的主要数学工具。

　　20世纪

　　现代力学推翻了绝对空间的概念：即在不同空间发生的事件是绝然不同的。例如，静挂在移动的火车车厢内的时钟，对于站在车厢外的观察者来说是呈移动状态的。但是，经典力学仍然确认时间是绝对不变的。

　　在日常经验范围中，采用经典力学可以计算出精确的结果。但是，在接近光速的高速度或强大引力场的系统中，经典力学已被相对论力学取代;在小距离尺度系统中又被量子力学取代;在同时具有上述两种特性的系统中则被相对论性量子场论取代。虽然如此，经典力学仍旧是非常有用的。因为：它比上述理论简单且易于应用。

　　虽然经典力学和其他“经典”理论(如经典电磁学和热力学)大致相容，在十九世纪末，还是发现出有些只有现代物理才能解释的不一致性。特别是，经典非相对论电动力学预言光速在以太内是常数，经典力学无法解释这预测，并导致了狭义相对论的发展。经典力学和经典热力学的结合又导出吉布斯佯谬(熵无定义)和紫外灾难(黑体发射无穷能量)。为解决这些问题的努力造成了量子力学的发展。[2]