Hvad er klassisk mekanik?
Klassisk mekanik er en gren af matematik, der beskriver bevægelsen af et objekt som et resultat af dens masse og de kræfter, der virker på det. Effekterne blev først beskrevet af Sir Isaac Newton i det 17. århundrede. Newton baserede sit arbejde på tidligere videnskabsfolk, herunder Galileo Galilei, Johannes Kepler og Christiaan Huygens. Alle teorier inden for klassisk mekanik er baseret på eller stammer fra Newtons teorier, hvorfor klassisk mekanik ofte omtales som Newtonsk mekanik.
Newton introducerede sine tre bevægelseslove i sit mest berømte værk, Principia Mathematica . Disse love beskriver, hvordan kræfter påvirker bevægelsen af et legeme. Den første lov hedder, at et legeme vil forblive i hvile eller vil bevæge sig i jævn hastighed, når kræfterne, der virker på det, alle er lige. Den anden lov relaterer et legems acceleration til de kræfter, der virker på det, og den tredje siger, at for enhver handling er der en lige og modsat reaktion.
Opførsel af gasser og væsker, svingning af fjedre og pendler er alle blevet beskrevet under anvendelse af klassisk mekanik. Newton brugte selv sine love til at definere tyngdekraften og planeternes bevægelse omkring solen. Til gengæld førte disse teorier til ting som den europæiske industrielle revolution i det 19. århundrede og udviklingen af satellitteknologi og rumrejser i det 20. århundrede.
Der er imidlertid begrænsninger til klassiske mekanikløsninger. Systemer med ekstreme masse, hastighed eller afstand afviger alle fra Newtons love. Den Newtonske model kan for eksempel ikke forklare, hvorfor elektroner udviser både bølgelignende og partikelagtige egenskaber, hvorfor intet kan bevæge sig med lysets hastighed, eller hvorfor tyngdekraften mellem fjerne galakser ser ud til at virke øjeblikkeligt.
To nye grene af fysik er opstået: kvantemekanik og relativitet. Kvantemekanik, banebrydet af Edwin Schroedinger, Max Planck og Werner Heisenberg, fortolker bevægelserne af meget små genstande, såsom atomer og elektroner. Store og fjerne objekter såvel som genstande, der bevæger sig tæt på lysets hastighed, er beskrevet af relativt, som blev udviklet af Albert Einstein.
På trods af disse begrænsninger har Newtonian mekanik flere fordele i forhold til kvantemekanik og relativt. Begge de nyere felter kræver viden om avanceret matematik. Tilsvarende kan de kvante- og relativistiske videnskaber virke modsætende, fordi de beskriver adfærd, der ikke kan observeres eller opleves.
Heisenberg-usikkerhedsprincippet siger for eksempel, at det er umuligt at kende både hastighed og placering af krop. Et sådant princip er i modstrid med hverdagens oplevelse. Newtonsk mekanikens matematik er langt mindre udfordrende og bruges til at beskrive bevægelser af kroppe i hverdagen.