Klasik mekanik tarihi

Bu maddede klasik mekanik tarihi anlatılmaktadır.

Antik çağlar

Ana maddeler: Aristoteles fiziği ve Matematiksel fizik

Eski yunan filozofları, özellikle Aristoteles,doğanın yönetilmesinde belirli kanunları geçerli olduğunu savunan ilk kişiydi. Aristo Gökyüzü Üzerine (Yunanca: Περὶ οὐρανοῦ) adlı eserinde yeryüzüne ait bedenlerin ait oldukları yere gideceğinden bahsetmiş ayrıca yanlışlıkla biri diğerinin iki katı olan cismin yere aynı yükseklikten yaklaşık yarı zamanlı olarak düşeceğini savunmuştur. Aristoteles, mantığa ve gözlemin gücüne inanmış olsa da bilimsel metotların ortaya çıkışı günümüzden yaklaşık on sekiz yüzyıl önce Francis Bacon tarafından yapılmış bilimsel deneylerle ve kendisinin adlandırdığı şekilde doğanın sıkıntısı olarak tanımladığı deneylerle başlar.

Aristo doğal hareketle kuvvet altındaki hareketin arasındaki farkı anlamış ve varsayımsal olarak herhangi bir bedenin bir itme gücü olmadan bir noktadan öteki bir noktaya gitmesinin mümkün olmadığına inanmıştır. Bu durumun bir sonucu olarak da bedenin ya bir noktada sabit kalması gerektiğini ya da süresiz olarak hızlanmasının mantıklı olduğunu düşünmüştür. Bu metotla, Aristo eylemsizlik kanununa benzeyen yaklaşan ilk kişi olmuştur. Ancak onun inanışına göre bir boşluğun olması imkânsızdı çünkü çevresini kaplayan havanın boşluğun içine dolması ve yer kaplaması gerekirdi. Aristo'nun başka bir inanışına göre ise eğer bir cisim üzerine uygulana kuvvetler kaldırılırsa hareket etmeyi durdurur. Bundan daha sonra Aristo, bir okun yaydan fırladıktan sonra havada devamlı ilerlediği üzerine okun kendi yolu üzerinde bir boşluk oluşturduğu ve havayı geriye doğru ittiği üzerine derin bir incelemede bulunmuştur. Aristo'nun inançları Platon'un öğretilerinden kaynaklanmaktadır. Bunun sonucunda gökyüzündeki hareketlerin yeryüzündeki hareketlerden daha mükemmel olduğuna kanaat getirdi.

Daha sonra Galileo havanın direncinin iki şekilde işlediğini ortaya koydu; ilk yol olarak daha yüksek empedans daha yoğun cisimler için ve ikinci olarak daha yoğun direnç daha hızlı hareket eden cisimler için.

Ortaçağdaki düşünceler

Fransız rahip Jean Buridan enerji teorisini geliştirirken, Albert, Bishop of Halberstadt, daha sonraki teorileri gelştirdi.

Modern zamanlar — klasik mekaniğin oluşumu

Bu dönem Galileo'nun teleskopu icat etmesiyle gökyüzünün mükemmel olmadığını ve değişken olduğunu anlamasıyla başlar. Kopernik in güneş merkezli hipotezine göre dünya öteki gezegenlerle aynıydı ve o ünlü deneyini bu dönemlerde gerçekleştirdi. Deneyde, iki gülleyi Pisa kulesinin tepesinden bırakan Galileo, (Bu deney her ikisinin de aynı anda yere değdiğini gösterdi.). Deneyin gerçekliği şaibeli olsa bile, o eğimli bir yüzeyden topları yuvarlayarak deneylerine devam etmiş günümüzde ispatlanan bu deneyler. Galileo'nun kendi deney sonuçlarında incelenmiştir. Galileo ayrıca dik olacak şekilde bırakılan cisimlerin yatay olarak atılan aynı cisimle eşit sürede yere vardığını ispatlamıştır. Daha önemli sonuçlara göre sabit hızlı olan hareket konumu sabit olan bir hareketten ayırt edilemez ve bunun sonucu olarak da rölativitenin temeli oluşmuş olur.

Newton hareketin üç kanunu tanımlayan (Eylemsizlik Kanunu, yukarıda bahsedilmiş olan ikinci yasa ve etki tepki kanunu), Newton ve aynı dönemde yaşayan taraftarları Christiaan Huygens hariç klasik mekaniğin tüm detayları (Geometrik Optik) ışığı dahil açıklayabileceğini savundular. Newton'un kendi açıklaması "Newton's Rings" dalga prensibini açıklamaktan kaçınmış ve ışık parçacıklarının cam tarafından değiştirilmiş ya da yankılanmış olduğunu öne sürmüştür.

Newton ayrıca matematiksel açıklamalar için önemli olan Kalkülüs'ü geliştirmiş, ancak Newton'dan bağımsız olarak Gottfried Leibniz Kalkülüs'ü geliştirmiş türev ve integralin kullanımını geliştirmiş günümüzde kullanılan hale getirmiştir. Klasik mekanik Newton'un zamanın türevi için bulduğu nokta formülünü kullanmaktadır.

Leonhard Euler, Newton'un kanunu genişletmiş, hareket kanunu parçacıklardan sabit cisimler için ek kanunlarla uygulanmıştır.

Newton`dan sonra yaniden türetilen formüller çok daha fazla problemin çözülmesine izin verdi. Bunlardan ilki İtalyan, Fransız matematikçi 1788'de Joseph Louis Lagrange,tarafından anlaşılmıştır. 1788 Lagrange mekaniğe göre çözüm en az etkiyi içerirken Kalkülüs değişkenleriyle işlemler yapılır. . William Rowan Hamilton Lagrange mekaniğini 1833'te yeniden formülleştirmiştir. Bu mekaniğin avantajı altyapının daha detaylıca prensiplerin anlaşılmasını sağlamak olmuştur. Bu mekaniğin pek çok temeli kuantum mekaniğinde de gözlemlenebilir.

Klasik mekanik öteki klasik fizik teorilerine göre oldukça büyük bir üstünlük sağlamış olsa dahi örenğin klasik elektrodinamik ve termodinamik, pek çok problem on dokuzuncu yüzyılın sonlarına doğru ortaya çıkmış ve ancak bu sorunların modern fizik metoduyla çözülebileceği anlaşılmıştır. Klasik termodinamik ile birleştirildiğinde, klasik mekanik Gibbs paradoksu'unun (Entropin'in iyi tanımlanamadığı bir varsayım) oluşmasına neden olur. Günümüzdeki deneyler atomik düzeye indiğinden artık klasik mekaniğin enerji boyutlarını ve büyüklüklerini bile açıklamakta yetersiz kaldığını görebiliyoruz .Bu problemlerin çözümüne yönelmek kuantum mekaniğinin ortaya çıkmasını sağladı.

Günümüz

20. yüzyılın sonunda, fizik klasik mekaniği artık bağımsız bir teori değildi. Elektromanyetizma ile birlikte, rölativistik kuantum mekaniğine yani kuantum alan teorisine yerleşmiş oldu. Bu göreceli olmayan, kuantum olmayan büyük parçaların mekaniğini tanımlar.

Klasik mekanik matematikçiler için de ilham kaynağı olmuştur. Klasik mekanikteki faz uzayının realize edilmesi simplektik manifoltun (aslında fiziksel alanlarda Kotanjant) ve Simplektik topolojinin, Hamilton mekaniğinin global çalışmalarıymışçasına düşünülebilen, 1980'den beri verimli bir matematik araştırması alanı, doğal tanımını verir.