Η κλασσική φυσική:
1) Προβλέπει μια συγκεκριμένη τροχιά για τα σωματίδια.
2) Επιτρέπει στους μεταφορικούς, περιστροφικούς και δονητικούς τρόπους κίνησης να διεγερθούν σε οποιαδήποτε ενέργεια, με βάση απλώς τις ασκούμενες δυνάμεις. Τα συμπεράσματα αυτά συμφωνούν με την καθημερινή εμπειρία, ωστόσο, δεν εκτείνεται στο επίπεδο των μεμονωμένων ατόμων και ενδελεχή πειράματα, έχουν δείξει ότι οι νόμοι της κλασσικής μηχανικής αποτυγχάνουν όταν εφαρμόζονται στην ανταλλαγή πολύ μικρών ποσοτήτων ενέργειας. Η κλασσική μηχανική είναι στην πραγματικότητα μόνο μία προσεγγιστική περιγραφή της κίνησης των σωματιδίων και αποτυγχάνει στην περίπτωση μικρών μαζών και μικρών ενεργειακών ανταλλαγών.
Κλασσική δυναμική
Σύμφωνα με την αρχή του αναλλοίωτου των βασικών νόμων της μηχανικής ως προς τους μετασχηματισμούς του Γαλιλαίου, ισχύει ότι, αν οι εξισώσεις κίνησης και η αρχή της αδράνειας ισχύουν για κάποιο σύστημα αναφοράς τότε ισχύουν και για κάθε άλλο σύστημα που κινείται ως προς το πρώτο με σταθερή διανυσματική ταχύτητα ως προς αυτό. Δηλαδή υπάρχουν άπειρα αδρανειακά συστήματα. Είναι ευνόητο ότι στην περίπτωση της Γενικής Σχετικότητας μπορεί να έχομε αδρανειακά συστήματα σε ελεύθερη πτώση, οπότε σε αυτή την περίπτωση μπορεί να υπάρχει επιτάχυνση του ενός ως προς το άλλο. Οι «βασικές» δυνάμεις με τις οποίες ασχολείται η κλασική μηχανική, μπορεί να εξαρτώνται από την ταχύτητα, από τη θέση και από το χρόνο αλλά όχι από την επιτάχυνση. Η περίπτωση εξάρτησης από την ταχύτητα είναι αυτή της μαγνητικής δύναμης η οποία εξαρτάται γραμμικά με την ταχύτητα. Στην πραγματικότητα υπάρχουν περιπτώσεις στα πλαίσια της κλασικής δυναμικής όπου μη βασικές δυνάμεις μπορεί να θεωρηθεί ότι εξαρτιόνται από την επιτάχυνση. Για παράδειγμα κατά την κίνηση ενός πλοίου το πλοίο κινεί ποσότητα από το νερό που το περιβάλλει. Έτσι μπορούμε να θεωρήσομε ότι η «συλλογική» δύναμη που ασκείται πάνω στο πλοίο από το νερό εξαρτάται από την επιτάχυνση του πλοίου.
Ακόμη και στην ηλεκτροδυναμική η δύναμη αντίδρασης ένεκα ακτινοβολίας που ασκείται σε φορτισμένο σωμάτιο το οποίο επιταχύνεται και γι αυτό ακτινοβολεί, εξαρτάται από την παράγωγο ως προς το χρόνο της επιτάχυνσης του σωματίου ! Αυτό έχει ως συνέπεια να παραβιάζεται η αιτιότητα, ευτυχώς, για πολύ μικρούς χρόνους. Υπενθυμίζομε σε αυτό το σημείο ότι, υπό «κανονικές» συνθήκες, έχομε μόνο μέχρι δεύτερες παραγώγους στις εξισώσεις κίνησης και αυτό σχετίζεται με το (ή μπορούμε να πούμε ότι αυτό οδηγεί στο) ότι ο προσδιορισμός της κίνησης εξαρτάται μόνο από την αρχική θέση και αρχική ταχύτητα (η ταχύτητα είναι η πρώτη παράγωγος της θέσης ως προς το χρόνο) και όχι από αρχικές τιμές και άλλων ανωτέρων παραγώγων της θέσης, όπως είναι η επιτάχυνση. Κάνομε χρήση του όρου σωμάτιο με την έννοια του υλικού σημείου. Ένα υλικό σημείο είναι μακροσκοπικά μικρό αλλά μπορεί μικροσκοπικά να είναι μεγάλο και να αποτελείται από πολλά σωματίδια τα οποία είναι οι απλοί δομικοί λίθοι της ύλης, κουάρκ, νετρίνα, πρωτόνια, ηλεκτρόνια, άτομα, μόρια κτλ. Ένα σωματίδιο μπορούμε να πούμε πάντα ότι είναι ένα απλούστατο σωμάτιο αλλά ένα σωμάτιο δεν είναι πάντα ένα σωματίδιο. Η κλασική μηχανική, σε αντίθεση με την κβαντική μηχανική, εφαρμόζεται για συστήματα, σωμάτια ακόμη και σωματίδια αρκεί οι κβαντικοί οι αριθμοί που υπεισέρχονται να είναι πολύ μεγάλοι και οι μεταβολές των διαφόρων ποσοτήτων (π.χ. ενέργειας) να μπορούν να θεωρηθούν πρακτικώς ως συνεχείς ποσότητες.
1) Προβλέπει μια συγκεκριμένη τροχιά για τα σωματίδια.
2) Επιτρέπει στους μεταφορικούς, περιστροφικούς και δονητικούς τρόπους κίνησης να διεγερθούν σε οποιαδήποτε ενέργεια, με βάση απλώς τις ασκούμενες δυνάμεις. Τα συμπεράσματα αυτά συμφωνούν με την καθημερινή εμπειρία, ωστόσο, δεν εκτείνεται στο επίπεδο των μεμονωμένων ατόμων και ενδελεχή πειράματα, έχουν δείξει ότι οι νόμοι της κλασσικής μηχανικής αποτυγχάνουν όταν εφαρμόζονται στην ανταλλαγή πολύ μικρών ποσοτήτων ενέργειας. Η κλασσική μηχανική είναι στην πραγματικότητα μόνο μία προσεγγιστική περιγραφή της κίνησης των σωματιδίων και αποτυγχάνει στην περίπτωση μικρών μαζών και μικρών ενεργειακών ανταλλαγών.
Κλασσική δυναμική
Σύμφωνα με την αρχή του αναλλοίωτου των βασικών νόμων της μηχανικής ως προς τους μετασχηματισμούς του Γαλιλαίου, ισχύει ότι, αν οι εξισώσεις κίνησης και η αρχή της αδράνειας ισχύουν για κάποιο σύστημα αναφοράς τότε ισχύουν και για κάθε άλλο σύστημα που κινείται ως προς το πρώτο με σταθερή διανυσματική ταχύτητα ως προς αυτό. Δηλαδή υπάρχουν άπειρα αδρανειακά συστήματα. Είναι ευνόητο ότι στην περίπτωση της Γενικής Σχετικότητας μπορεί να έχομε αδρανειακά συστήματα σε ελεύθερη πτώση, οπότε σε αυτή την περίπτωση μπορεί να υπάρχει επιτάχυνση του ενός ως προς το άλλο. Οι «βασικές» δυνάμεις με τις οποίες ασχολείται η κλασική μηχανική, μπορεί να εξαρτώνται από την ταχύτητα, από τη θέση και από το χρόνο αλλά όχι από την επιτάχυνση. Η περίπτωση εξάρτησης από την ταχύτητα είναι αυτή της μαγνητικής δύναμης η οποία εξαρτάται γραμμικά με την ταχύτητα. Στην πραγματικότητα υπάρχουν περιπτώσεις στα πλαίσια της κλασικής δυναμικής όπου μη βασικές δυνάμεις μπορεί να θεωρηθεί ότι εξαρτιόνται από την επιτάχυνση. Για παράδειγμα κατά την κίνηση ενός πλοίου το πλοίο κινεί ποσότητα από το νερό που το περιβάλλει. Έτσι μπορούμε να θεωρήσομε ότι η «συλλογική» δύναμη που ασκείται πάνω στο πλοίο από το νερό εξαρτάται από την επιτάχυνση του πλοίου.
Ακόμη και στην ηλεκτροδυναμική η δύναμη αντίδρασης ένεκα ακτινοβολίας που ασκείται σε φορτισμένο σωμάτιο το οποίο επιταχύνεται και γι αυτό ακτινοβολεί, εξαρτάται από την παράγωγο ως προς το χρόνο της επιτάχυνσης του σωματίου ! Αυτό έχει ως συνέπεια να παραβιάζεται η αιτιότητα, ευτυχώς, για πολύ μικρούς χρόνους. Υπενθυμίζομε σε αυτό το σημείο ότι, υπό «κανονικές» συνθήκες, έχομε μόνο μέχρι δεύτερες παραγώγους στις εξισώσεις κίνησης και αυτό σχετίζεται με το (ή μπορούμε να πούμε ότι αυτό οδηγεί στο) ότι ο προσδιορισμός της κίνησης εξαρτάται μόνο από την αρχική θέση και αρχική ταχύτητα (η ταχύτητα είναι η πρώτη παράγωγος της θέσης ως προς το χρόνο) και όχι από αρχικές τιμές και άλλων ανωτέρων παραγώγων της θέσης, όπως είναι η επιτάχυνση. Κάνομε χρήση του όρου σωμάτιο με την έννοια του υλικού σημείου. Ένα υλικό σημείο είναι μακροσκοπικά μικρό αλλά μπορεί μικροσκοπικά να είναι μεγάλο και να αποτελείται από πολλά σωματίδια τα οποία είναι οι απλοί δομικοί λίθοι της ύλης, κουάρκ, νετρίνα, πρωτόνια, ηλεκτρόνια, άτομα, μόρια κτλ. Ένα σωματίδιο μπορούμε να πούμε πάντα ότι είναι ένα απλούστατο σωμάτιο αλλά ένα σωμάτιο δεν είναι πάντα ένα σωματίδιο. Η κλασική μηχανική, σε αντίθεση με την κβαντική μηχανική, εφαρμόζεται για συστήματα, σωμάτια ακόμη και σωματίδια αρκεί οι κβαντικοί οι αριθμοί που υπεισέρχονται να είναι πολύ μεγάλοι και οι μεταβολές των διαφόρων ποσοτήτων (π.χ. ενέργειας) να μπορούν να θεωρηθούν πρακτικώς ως συνεχείς ποσότητες.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου