Frage:
Was bedeutet es, dass die Physik keine mechanischen Modelle mehr verwendet, um Phänomene zu beschreiben?
Jhdoe
2019-04-18 18:49:22 UTC
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Ich habe gerade angefangen, Sommerfelds Vorlesung über Mechanik zu lesen, ohne Hintergrundwissen in Physik (nur in Mathematik).Können Sie mir erklären, was der Autor mit dem fetten Satz meint?

Die Mechanik ist das Rückgrat der mathematischen Physik.T obwohl es wahr ist dass wir nicht mehr die Physik brauchen, um alle Phänomene in Bezug auf zu erklären mechanische Modelle, wie es im letzten Jahrhundert üblich war, sind wir dennoch überzeugt, dass die Prinzipien der Mechanik, wie diese Momentum, Energie und geringste Aktion sind von größter Bedeutung in allen Bereichen der Physik.

Für Mitglieder neuerer Generationen sollte darauf hingewiesen werden, dass dieses Buch Mitte des 20. Jahrhunderts veröffentlicht wurde. Wenn der Autor also „während des letzten Jahrhunderts“ sagt, bedeutet er „während des 19. Jahrhunderts“.
[Eine mechanische Gravitationstheorie] (https://en.wikipedia.org/wiki/Le_Sage%27s_theory_of_gravitation)
Während des 19. Jahrhunderts entstand die Idee einer feldtheoretischen Erklärung wahrscheinlich gerade erst mit der Arbeit von Fararday und Maxwell, so dass bis zu diesem Zeitpunkt alles in Bezug auf die Newtonsche Mechanik (Federn, Pendel usw.) erklärt wurde.
Fünf antworten:
lesnik
2019-04-18 19:06:33 UTC
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Nur ein Beispiel.Es gab Zeiten, in denen Physiker versuchten, elektromagnetische Kräfte mithilfe von Mechanik zu erklären.So etwas wie "Es gibt einige Medien, die den Raum ausfüllen. In Gegenwart elektrischer Ladungen können diese Medien gedehnt oder komprimiert werden, daher haben wir einige Kräfte."Es war eine verbreitete Überzeugung, dass die wahre Erklärung verschiedener Phänomene mechanisch sein muss, wie dieses.

Aber dann wurde ihnen klar, dass diese visuelle Erklärung eigentlich nichts erklärt.Weil die Natur der elastischen Kräfte in Materialien elektromagnetische Kräfte zwischen Atomen sind.Sie können elektromagnetische Kräfte nicht über elektromagnetische Kräfte erklären.

Entschuldigung, ich erinnere mich nicht an die Quelle dieser Informationen.

Zum Beispiel: [Maxwell Material] (https://en.wikipedia.org/wiki/Maxwell_material) und das [Standardlineare Volumenkörpermodell] (https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_linear_solid_model).
Maury Markowitz
2019-04-18 20:35:22 UTC
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Ich denke, die obigen Antworten sind ausgezeichnet, aber ich möchte auf ein verwandtes Problem hinweisen.

Im frühen 20. Jahrhundert haben wir zwei völlig neue Arten der Physik entwickelt, GR und QM. Es ist schwierig, sich zwei Theorien vorzustellen, die sich stärker voneinander unterschieden. GR ist im Wesentlichen klassische Mechanik in einer nichteuklidischen Geometrie, QM wird derzeit noch diskutiert.

Während eines Großteils der Mitte des 20. Jahrhunderts sahen Sie die QM-Leute, die versuchten, GR zu quantisieren, und die GR-Leute, die versuchten, QM zu "geometrisieren". Wir hatten also die Idee von Gravitonen, den Gravitationsquanten, sowie von Twistoren, der Geometrie von Partikeln. Beides hat nicht funktioniert, und wir sind trotz großer Anstrengungen (und Saiten, Supergravitation usw.) immer noch weitgehend dort, wo wir angefangen haben.

Die Parallele ist wichtig. Die klassische Mechanik bleibt spektakulär erfolgreich. Wenn Sie also über etwas wie "Wärme" nachdenken, versuchen Sie zunächst, Ihre vorhandenen Modelle wiederzuverwenden, und schon erhalten Sie eine Formel für die Wärmeübertragung, die tatsächlich funktioniert ... meistens. Aber im Laufe der Zeit stellten wir fest, dass einige Dinge einfach nicht so funktionierten, egal wie sehr wir es versuchten, wie Radioaktivität, und schließlich hörten wir auf, Mechanik auf absolut jedes Problem anzuwenden.

Und damit das Zitat. Wir versuchen nicht länger, eine Version von Newtons ursprünglichen Axiomen auf jedes Problem anzuwenden, weil wir wissen, dass sie nicht universell sind.

+1, aber es ist interessant festzustellen, dass QM auf dem Lagrange / Hamilton-Formalismus basiert, der aus der klassischen Mechanik stammt.In einem (verdrehten) Sinne ist QM ** also ein Versuch, frühere Ideen anzuwenden.
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niels nielsen
2019-04-18 19:14:31 UTC
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"Mechanische Modelle" bezieht sich wahrscheinlich auf die Ideen, die Maxwell später in seinem Leben hatte, in denen er sich den Raum als von winzigen Zahnrädern bevölkert vorstellte, die ineinander verstrickt waren.Er glaubte, dass sich elektromagnetische Effekte durch die verbundenen Drehungen dieser Zahnräder durch den Raum ausbreiteten.

Hast du eine Quelle dafür?Ich habe immer gedacht, dass seine Zahnräder ein ** frühes ** Modell sind.
@MartinArgerami, Ich erinnere mich nicht an die Quelle.Wenn ich das tue, werde ich es hier einrichten.
Tim
2019-04-18 19:56:31 UTC
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Ich glaube, das liegt daran, dass wir, als wir tiefer in die Physik eingetaucht sind, erkannt haben, dass das Verhalten von Materie und Energie nicht mehr durch mechanisms modelliert werden kann. Stattdessen muss die Mathematik für die alten greifbaren, berührbaren mechanical-Modelle stehen. In der Physik der Vergangenheit wurden Materie und Energie als einzelne, einzelne Teilchen konzipiert, die ihre eigenen intrinsischen Eigenschaften hatten und so klein (in einigen Fällen größenlos) waren, dass beim gemeinsamen Handeln die materielle Welt entsteht, die wir erleben . Moderne Entwicklungen wie die Quantenphysik und die Stringtheorie zeigen uns jedoch, dass ...

  1. Die Realität der Physik ist nicht in absoluten Wahrheiten, sondern in der Wahrscheinlichkeit.
  2. Die Entitäten, die die Physik zu erklären und zu modellieren versucht, sind, selbst wenn die Wahrscheinlichkeit überwältigend ist, nicht ausschließlich Punktteilchen, wie ein mechanisches Modell vermuten lässt. Diese Entitäten verhalten sich manchmal wie Wellen, was mit einem Mechanismus viel schwieriger zu modellieren ist (und in der Mathematik viel einfacher zu modellieren ist).
  3. ol>
JimmyJames
2019-04-18 23:33:11 UTC
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Es ist wahrscheinlich, dass sich der Autor auf Konzepte bezieht, die Rutherfords Planetenmodell des Atoms enthalten und ihm ähnlich sind.In diesem Modell umkreisen Elektronen den Atomkern wie Planeten, die die Sonne umkreisen.

Die moderne Physik verzichtet auf dieses Modell, weil es einfach nicht wirklich existiert.Diese Bahnen werden durch eine probabilistische Wellenfunktion ersetzt.Wir sprechen jedoch immer noch von 'Spin', obwohl wir wissen, dass Partikel keine kleinen Kugeln sind und sich nicht physisch um eine Achse drehen.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 4.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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