History of classical mechanics
இந்தக் கட்டுரை பாரம்பரிய இயக்கவியலின் வரலாற்றைக் கையாள்கிறது. பண்டைய கிரேக்க தத்துவஞானிகள், குறிப்பாக அரிஸ்டாட்டில், இயற்கையை நிர்வகிக்கும் சுருக்கக் கொள்கைகளை முதன்முதலில் முன்வைத்தவர்களில் ஒருவர். வானத்தில், நிலப்பரப்பு உடல்கள் அவற்றின் "இயற்கையான இடத்திற்கு" எழுகின்றன அல்லது விழுகின்றன என்று அரிஸ்டாட்டில் வாதிட்டார், மேலும் ஒரு பொருளின் வீழ்ச்சியின் வேகம் அதன் எடைக்கு விகிதாசாரமாகவும், அது விழும் திரவத்தின் அடர்த்திக்கு நேர்மாறாக விகிதாசாரமாகவும் இருக்கும் என்ற சரியான தோராயத்தை ஒரு சட்டமாக கூறினார். அரிஸ்டாட்டில் தர்க்கம் மற்றும் அவதானிப்பை நம்பினார், ஆனால் பிரான்சிஸ் பேக்கன் முதன்முதலில் இயற்கையின் வேதனை என்று அழைத்த அறிவியல் முறையான பரிசோதனையை உருவாக்குவதற்கு பதினெட்டு நூறு ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக இருக்கும். அரிஸ்டாட்டில் "இயற்கையான இயக்கம்" மற்றும் "கட்டாய இயக்கம்" ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான வேறுபாட்டைக் கண்டார், மேலும் 'வெற்றிடத்தில்' ஓய்வில் இருக்கும் ஒரு உடல் ஓய்வில் இருக்கும் என்றும் இயக்கத்தில் இருக்கும் ஒரு உடல் தொடர்ந்து அதே இயக்கத்தைக் கொண்டிருக்கும் என்றும் அவர் நம்பினார். இந்த வழியில், அரிஸ்டாட்டில் தான் மந்தநிலை விதிக்கு ஒத்த ஒன்றை முதன்முதலில் அணுகினார். இருப்பினும், ஒரு வெற்றிடம் சாத்தியமற்றது என்று அவர் நம்பினார், ஏனெனில் அதைச் சுற்றியுள்ள காற்று உடனடியாக நிரப்ப விரைகிறது. பயன்படுத்தப்பட்ட விசைகள் அகற்றப்பட்டவுடன் ஒரு பொருள் இயற்கைக்கு மாறான திசையில் நகர்வதை நிறுத்தும் என்றும் அவர் நம்பினார். பின்னர் அரிஸ்டாட்டிலியர்கள் ஒரு அம்பு வில்லை விட்டு வெளியேறிய பிறகு ஏன் காற்றில் தொடர்ந்து பறக்கிறது என்பதற்கான விரிவான விளக்கத்தை உருவாக்கினர், ஒரு அம்பு அதன் பின்னணியில் ஒரு வெற்றிடத்தை உருவாக்குகிறது, அதற்குள் காற்று விரைந்து சென்று பின்னால் இருந்து தள்ளுகிறது. அரிஸ்டாட்டிலின் நம்பிக்கைகள் வானத்தின் வட்ட சீரான இயக்கங்களின் பரிபூரணத்தைப் பற்றிய பிளேட்டோவின் போதனைகளால் ஈர்க்கப்பட்டன. இதன் விளைவாக, மாறிவரும் கூறுகளின் நிலப்பரப்பு உலகிற்கு மாறாக, வானங்களின் இயக்கங்கள் கண்டிப்பாக சரியானதாக இருக்கும் ஒரு இயற்கையான வரிசையை அவர் கருத்தரித்தார், அங்கு தனிநபர்கள் வந்து இறந்துவிடுகிறார்கள். பண்டைய கிரேக்கர்களுக்குச் செல்லும் மற்றொரு பாரம்பரியம் உள்ளது, அங்கு கணிதம் ஓய்வில் அல்லது இயக்கத்தில் உள்ள உடல்களை பகுப்பாய்வு செய்யப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது சில பித்தகோரியர்களின் பணியின் ஆரம்பத்தில் கண்டுபிடிக்கப்படலாம். இந்த பாரம்பரியத்தின் பிற எடுத்துக்காட்டுகளில் யூக்ளிட் (சமநிலையில்), ஆர்க்கிமிடீஸ் (விமானங்களின் சமநிலையில், மிதக்கும் உடல்களில்) மற்றும் ஹீரோ (மெக்கானிகா) ஆகியவை அடங்கும். பின்னர், இஸ்லாமிய மற்றும் பைசண்டைன் அறிஞர்கள் இந்த படைப்புகளை உருவாக்கினர், இவை இறுதியில் 12 ஆம் நூற்றாண்டிலும் மறுமலர்ச்சியின் போதும் மேற்கத்திய நாடுகளுக்கு மீண்டும் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன அல்லது கிடைக்கப்பெற்றன. இடைக்கால சிந்தனை பாரசீக இஸ்லாமிய பன்முக அறிஞர் இபின் சினா தனது இயக்கக் கோட்பாட்டை குணப்படுத்தும் புத்தகத்தில் (1020) வெளியிட்டார். எறிபவரால் ஒரு ஏவுகணைக்கு ஒரு உத்வேகம் வழங்கப்படுவதாகவும், அது தொடர்ந்து இருப்பதாகவும், காற்று எதிர்ப்பு போன்ற வெளிப்புற சக்திகள் அதை சிதறடிக்க வேண்டும் என்றும் அவர் கூறினார். இப்னு சினா 'சக்தி' மற்றும் 'சாய்வு' ('மயில்' என்று அழைக்கப்படுகிறார்) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான வேறுபாட்டைக் காட்டினார், மேலும் ஒரு பொருள் அதன் இயற்கையான இயக்கத்திற்கு எதிராக இருக்கும்போது மயில் பெறுகிறது என்று வாதிட்டார். எனவே இயக்கத்தின் தொடர்ச்சியானது பொருளுக்கு மாற்றப்படும் சாய்வுக்கு காரணமாகும் என்றும், மயில் செலவழிக்கப்படும் வரை அந்த பொருள் இயக்கத்தில் இருக்கும் என்றும் அவர் முடிவு செய்தார். வெற்றிடத்தில் உள்ள ஏவுகணை அதன் மீது செயல்படாவிட்டால் நிறுத்தப்படாது என்றும் அவர் கூறினார். இந்த இயக்கக் கருத்து நியூட்டனின் முதல் இயக்க விதியான மந்தநிலையுடன் ஒத்துப்போகிறது. இது இயக்கத்தில் உள்ள ஒரு பொருள் வெளிப்புற சக்தியால் செயல்படாவிட்டால் இயக்கத்தில் இருக்கும் என்று கூறுகிறது. அரிஸ்டாட்டிலிய பார்வையிலிருந்து வேறுபட்ட இந்த யோசனை பின்னர் இபின் சினாவின் குணப்படுத்தும் புத்தகத்தால் ஈர்க்கப்பட்ட ஜான் புரிடனால் "உத்வேகம்" என்று விவரிக்கப்பட்டது. 12 ஆம் நூற்றாண்டில், ஹிபாத் அல்லா அபுல்-பராகத் அல்-பாக்தாதி ஏவுகணை இயக்கம் குறித்த அவிசென்னாவின் கோட்பாட்டை ஏற்றுக்கொண்டு மாற்றியமைத்தார். தனது கிதாப் அல்-முதபாரில், அபுல்-பராகத், நகர்த்துபவர் நகர்வில் ஒரு வன்முறை சாய்வை (மெய்ல் கஸ்ரி) அளிக்கிறார் என்றும், நகரும் பொருள் நகர்வோரிடமிருந்து தூரமாக இருப்பதால் இது குறைகிறது என்றும் கூறினார். ஷ்லோமோ பைன்ஸின் கூற்றுப்படி, அல்-பாக்தாதியின் இயக்கக் கோட்பாடு "அரிஸ்டாட்டிலின் அடிப்படை இயக்கவியல் சட்டத்தின் பழமையான மறுப்பு [அதாவது, ஒரு நிலையான விசை ஒரு சீரான இயக்கத்தை உருவாக்குகிறது], [எனவே இது] கிளாசிக்கல் இயக்கவியலின் அடிப்படை சட்டத்தின் தெளிவற்ற பாணியில் எதிர்பார்ப்பு [அதாவது, தொடர்ந்து பயன்படுத்தப்படும் ஒரு விசை முடுக்கத்தை உருவாக்குகிறது]". 14 ஆம் நூற்றாண்டில், பிரெஞ்சு பாதிரியார் ஜீன் புரிடன் தூண்டுதல் கோட்பாட்டை உருவாக்கினார், இது இப்னு சினாவின் செல்வாக்குடன் சாத்தியமானது. ஹால்பெர்ஸ்டாட் பிஷப் ஆல்பர்ட் இந்தக் கோட்பாட்டை மேலும் உருவாக்கினார். பாரம்பரிய இயக்கவியலின் உருவாக்கம் கலிலியோ கலிலியின் தொலைநோக்கியின் வளர்ச்சியும் அவரது அவதானிப்புகளும் வானம் ஒரு சரியான, மாறாத பொருளிலிருந்து உருவாக்கப்பட்டது என்ற கருத்தை மேலும் சவால் செய்தன. கோப்பர்நிக்கஸின் சூரிய மையக் கருதுகோளை ஏற்றுக்கொண்ட கலிலியோ, பூமி மற்ற கிரகங்களைப் போலவே இருப்பதாக நம்பினார். புகழ்பெற்ற பீசா கோபுரம் பரிசோதனையின் யதார்த்தம் சர்ச்சைக்குரியதாக இருந்தாலும், சாய்ந்த விமானத்தில் பந்துகளை உருட்டுவதன் மூலம் அளவு சோதனைகளை அவர் மேற்கொண்டார்; அவரது துரிதப்படுத்தப்பட்ட இயக்கத்தின் சரியான கோட்பாடு சோதனைகளின் முடிவுகளிலிருந்து பெறப்பட்டது. ஒரு பொருள் கிடைமட்டமாக திட்டமிடப்பட்ட அதே நேரத்தில் செங்குத்தாக தரையில் விழுவதையும் கலிலியோ கண்டறிந்தார், எனவே ஒரு பூமி ஒரே மாதிரியாக சுழலும் போது ஈர்ப்பு விசையின் கீழ் தரையில் விழும் பொருள்கள் இருக்கும். மேலும் குறிப்பிடத்தக்க வகையில், சீரான இயக்கம் ஓய்விலிருந்து பிரித்தறிய முடியாதது என்றும், எனவே சார்பியல் கோட்பாட்டின் அடிப்படையை உருவாக்குகிறது என்றும் அது வலியுறுத்தியது. கோப்பர்நிக்கஸ் வானியல் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டதைத் தவிர, 17 ஆம் நூற்றாண்டில் இத்தாலிக்கு வெளியே அறிவியலில் கலிலியோவின் நேரடி செல்வாக்கு அநேகமாக பெரிதாக இருக்கவில்லை. இத்தாலியிலும் வெளிநாடுகளிலும் படித்த சாதாரண மக்கள் மீது அவரது செல்வாக்கு கணிசமாக இருந்தபோதிலும், பல்கலைக்கழக பேராசிரியர்களிடையே, அவரது சொந்த மாணவர்களாக இருந்த ஒரு சிலரைத் தவிர, அது மிகக் குறைவாகவே இருந்தது. கலிலியோ மற்றும் நியூட்டனின் காலத்திற்கு இடையில், கிறிஸ்டியன் ஹைஜென்ஸ் மேற்கு ஐரோப்பாவின் முன்னணி கணிதவியலாளராகவும் இயற்பியலாளராகவும் இருந்தார். நெகிழ்வான மோதல்களுக்கான பாதுகாப்புச் சட்டத்தை அவர் உருவாக்கினார், மையமுனை விசையின் முதல் கோட்பாடுகளை உருவாக்கினார், மேலும் ஊசலாடும் அமைப்புகளின் இயக்கவியல் கோட்பாட்டை உருவாக்கினார். அவர் தொலைநோக்கியிலும் மேம்பாடுகளைச் செய்தார், சனியின் சந்திரனான டைட்டனைக் கண்டுபிடித்தார், மேலும் ஊசல் கடிகாரத்தையும் கண்டுபிடித்தார். அவரது ஒளியின் அலைக் கோட்பாடு, டிரேட் டி லா லூமியரில் வெளியிடப்பட்டது, பின்னர் ஃப்ரெஸ்னலால் ஹைஜென்ஸ்-ஃப்ரெஸ்னல் கொள்கையின் வடிவத்தில் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டது. சர் ஐசக் நியூட்டன் முதலில் மூன்று இயக்க விதிகளை (மந்தநிலை விதி, மேலே குறிப்பிடப்பட்ட அவரது இரண்டாவது விதி மற்றும் செயல் மற்றும் எதிர்வினை விதி) ஒன்றிணைத்து, இந்த விதிகள் பூமிக்குரிய மற்றும் வானப் பொருட்களை நிர்வகிக்கின்றன என்பதை நிரூபித்தார். நியூட்டனும் அவரது சமகாலத்தவர்களில் பெரும்பாலோரும் கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் ஒளி (வடிவியல் ஒளியியல் வடிவத்தில்) உட்பட அனைத்து நிறுவனங்களையும் விளக்க முடியும் என்று நம்பினர். நியூட்டனின் வளையங்களைப் பற்றிய நியூட்டனின் சொந்த விளக்கம் அலைக் கொள்கைகளைத் தவிர்த்தது, மேலும் ஒளி துகள்கள் கண்ணாடியால் மாற்றப்பட்டு அல்லது உற்சாகப்படுத்தப்பட்டு எதிரொலிப்பதாக கருதப்பட்டது. கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸில் சம்பந்தப்பட்ட கணிதக் கணக்கீடுகளைச் செய்யத் தேவையான கால்குலஸையும் நியூட்டன் உருவாக்கினார். இருப்பினும், காட்ஃபிரைட் லீப்னிஸ் தான், நியூட்டனில் இருந்து சுயாதீனமாக, இன்றுவரை பயன்படுத்தப்படும் வழித்தோன்றல் மற்றும் ஒருங்கிணைப்பின் குறியீட்டைக் கொண்ட ஒரு கால்குலஸை உருவாக்கினார். கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் நியூட்டனின் புள்ளி குறியீட்டை நேர வழித்தோன்றல்களுக்கு தக்க வைத்துக் கொள்கிறது. லியோன்ஹார்ட் ஆய்லர் நியூட்டனின் இயக்க விதிகளை துகள்களிலிருந்து கடினமான பொருட்களுக்கு இரண்டு கூடுதல் விதிகளுடன் விரிவுபடுத்தினார். விசைகளின் கீழ் திடமான பொருட்களுடன் வேலை செய்வது அளவிடக்கூடிய சிதைவுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது. இந்த யோசனையை யூலர் (1727) வெளிப்படுத்தினார், மேலும் 1782 ஆம் ஆண்டில் ஜியோர்டானோ ரிச்சாட்டி சில பொருட்களின் நெகிழ்ச்சித்தன்மையை தீர்மானிக்கத் தொடங்கினார், அதைத் தொடர்ந்து தாமஸ் யங். சிமியோன் பாய்சன் பாய்சன் விகிதத்துடன் மூன்றாவது பரிமாணத்திற்கு ஆய்வை விரிவுபடுத்தினார். கேப்ரியல் லேம் கட்டமைப்புகளின் ஸ்திரத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்கான ஆய்வை ஈர்த்தார் மற்றும் லேம் அளவுருக்களை அறிமுகப்படுத்தினார். இந்த குணகங்கள் நேரியல் நெகிழ்ச்சி கோட்பாட்டை நிறுவி, தொடர்ச்சியான இயக்கவியல் துறையைத் தொடங்கின. நியூட்டனுக்குப் பிறகு, மறுசீரமைப்புகள் படிப்படியாக அதிக எண்ணிக்கையிலான சிக்கல்களுக்கு தீர்வுகளை அனுமதித்தன. முதலாவது 1788 ஆம் ஆண்டில் இத்தாலிய-பிரெஞ்சு கணிதவியலாளரான ஜோசப் லூயிஸ் லாக்ராஞ்சால் கட்டப்பட்டது. லாக்ராஞ்சியன் இயக்கவியலில் தீர்வு குறைந்தபட்ச செயலின் பாதையைப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் மாறுபாடுகளின் கால்குலஸைப் பின்பற்றுகிறது. வில்லியம் ரோவன் ஹாமில்டன் 1833 ஆம் ஆண்டில் லக்ராஞ்சியன் இயக்கவியலை மீண்டும் உருவாக்கினார். ஹாமில்டோனியன் இயக்கவியலின் நன்மை என்னவென்றால், அதன் கட்டமைப்பானது அடிப்படை கொள்கைகளை இன்னும் ஆழமாகப் பார்க்க அனுமதித்தது. ஹாமில்டோனிய இயக்கவியலின் பெரும்பாலான கட்டமைப்பை குவாண்டம் இயக்கவியலில் காணலாம், இருப்பினும் குவாண்டம் விளைவுகள் காரணமாக சொற்களின் சரியான அர்த்தங்கள் வேறுபடுகின்றன. கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் பெரும்பாலும் கிளாசிக்கல் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸ் மற்றும் தெர்மோடையனமிக்ஸ் போன்ற பிற "கிளாசிக்கல் இயற்பியல்" கோட்பாடுகளுடன் இணக்கமாக இருந்தாலும், 19 ஆம் நூற்றாண்டின் பிற்பகுதியில் சில சிக்கல்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன, அவை நவீன இயற்பியலால் மட்டுமே தீர்க்கப்பட முடியும். கிளாசிக்கல் வெப்ப இயக்கவியலுடன் இணைக்கும்போது, கிப்ஸ் முரண்பாட்டிற்கு கிளாசிக்கல் இயக்கவியல் வழிவகுக்கிறது, இதில் என்ட்ரோபி நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட அளவு அல்ல. சோதனைகள் அணு மட்டத்தை அடைந்தபோது, கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் ஆற்றல் நிலைகள் மற்றும் அணுக்களின் அளவுகள் போன்ற அடிப்படை விஷயங்களை தோராயமாக கூட விளக்கத் தவறிவிட்டது. இந்த சிக்கல்களைத் தீர்ப்பதற்கான முயற்சி குவாண்டம் இயக்கவியலின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது. இதேபோல், திசைவேக மாற்றங்களின் கீழ் கிளாசிக்கல் மின்காந்தவியல் மற்றும் கிளாசிக்கல் இயக்கவியலின் வெவ்வேறு நடத்தை சார்பியல் கோட்பாட்டிற்கு வழிவகுத்தது. சமகால சகாப்தத்தில் கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் 20 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில், இயற்பியலில் கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் இனி ஒரு சுயாதீனமான கோட்பாடாக இருக்கவில்லை. கிளாசிக்கல் மின்காந்தத்துடன் சேர்ந்து, இது சார்பியல் குவாண்டம் இயக்கவியல் அல்லது குவாண்டம் புலம் கோட்பாட்டில் உட்பொதிக்கப்பட்டுள்ளது. இது பெரிய துகள்களுக்கான சார்பற்ற, அளவு அல்லாத இயந்திர வரம்பை வரையறுக்கிறது. பாரம்பரிய இயக்கவியலும் கணிதவியலாளர்களுக்கு உத்வேகம் அளிக்கும் ஆதாரமாக இருந்து வருகிறது. கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸில் கட்ட இடம் ஒரு இயற்கையான விளக்கத்தை ஒரு சிம்ப்லெக்டிக் பன்மடங்கு (உண்மையில் உடல் ஆர்வத்தின் பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில் ஒரு கோட்டாஞ்சென்ட் மூட்டை), மற்றும் சிம்ப்லெக்டிக் இடவியல், ஹாமில்டோனியன் மெக்கானிக்ஸின் உலகளாவிய பிரச்சினைகள் பற்றிய ஆய்வாக கருதப்படலாம், இது 1980 களில் இருந்து கணித ஆராய்ச்சியின் வளமான பகுதியாகும். மேலும் காண்க மெக்கானிக்ஸ் டைம்லைன் ஆஃப் கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் குறிப்புகள் குறிப்புகள் கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் ஐசக் நியூட்டன்