1、經典力學

經典力學是一種描述可感知物體運動的實際假設，從機器零件到拋射體以及天體。例如，火箭、行星、恒星和星系。對于由經典力學表示的物體，如果當前狀態已知，可以想象預測它以后將如何運動(確定性)以及它以前是如何運動的(可逆性)。

經典力學的最早發展通常被稱為牛頓力學。它包括艾薩克?牛頓、戈特弗里德?威廉?萊布尼茨和其他人在 17 世紀用來描述受一系列力作用的物體運動的實際思想和發明的數值方法。后來，更動態的方法被創建。

這些促使對傳統力學進行重新表述，稱為拉格朗日力學和哈密頓力學。這些進步主要在 18 和 19 世紀取得，極大地擴展了牛頓的工作。這尤其通過它們對分析力學的運用來實現。經過一些修改，它們也被用于現代物理學的各個方面。

當集中研究不是極其巨大且速度不接近光速的大物體時，經典力學給出極其精確的結果。為了簡單起見，它經常將實際物體建模為點粒子(尺寸可忽略的物體)。一個點粒子的運動由幾個參數描述。這些參數是它的位置、質量和作用在它上面的力。這些參數中的每一個都這樣進行研究。

經典力學利用關于物質和力如何存在和相互作用的一般概念。它認為物質和能量具有明確、可理解的性質。例如，空間中的位置和速度。非相對論力學還假設力立即起作用。

2、量子力學

量子力學是物理學中的一個基本假設。它在原子和亞原子粒子的尺度上描述了自然的實際性質。它是包括量子計算、量子場論、量子化學和量子信息科學在內的所有量子物理學的基礎。

經典力學是在相對論和量子力學假設出現之前存在的力學描述。它在常規尺度上描述了自然的許多方面。而量子力學解釋了在小(原子核和亞原子)尺度上的自然方面，在這方面經典力學是不足的。經典力學中的大多數假設可以從量子力學中作為一個估計的大量宏觀尺度計算出來。

量子力學與經典力學不同。這是因為能量、力、動量和一個束縛系統的不同參數被限制在離散的值(量子化)。物體具有粒子和波的屬性(波粒二象性)。在給定一組完整的初始條件下，對于在測量之前可以多精確地預測一個物理量的實際值的測量存在限制。

量子力學從為解釋不能用經典力學容納的觀測結果的推測中逐步出現。例如，1900 年馬克斯?普朗克對黑體輻射問題的解答。另一個例子是阿爾伯特?愛因斯坦 1905 年的論文中能量和頻率之間的對應關系，該論文解釋了光電效應。

20 世紀 20 年代，尼爾斯?玻爾、埃爾溫?薛定諤、維爾納?海森堡、馬克斯?玻恩和其他人對早期量子假設進行了重大重新構想。量子力學的第一個解釋是哥本哈根解釋，由尼爾斯?玻爾和維爾納?海森堡在 20 世紀 20 年代在哥本哈根創建。先進的假設在不同的高度發展的數值方程中定義。在其中一個方程中，一個數值函數，即波函數，給出了關于一個分子的能量、力和其他實際性質的可能性分布的數據。

3、相對論力學

相對論力學指與狹義相對論和廣義相對論相容的力學。它在粒子或流體的情況下給出了非量子力學的描述，其中運動物體的速度接近光速 c。因此，經典力學有效地擴展到高速和高能量運動的粒子。它為粒子力學與電磁學提供了可預測的結合。

如果我們考慮伽利略相對性，這個概念在自然界中變得非常不現實。伽利略相對性表明粒子和光可以以任何速度運動，無論它們是否超過光速。相對論力學的基礎是狹義相對論和廣義相對論的假設。當狹義相對論與量子力學結合時，它產生了相對論量子力學。當它與廣義相對論結合時，它被稱為量子引力，這是物理學中的一個未解決的問題。

雖然經典力學的一些定義和概念確實擴展到了狹義相對論。例如，功率作為能量的時間導數(牛頓第二定律)，一個分子所做的功是沿著路徑作用在分子上的力的線積分，力是功的時間導數。對多余的定義和公式有各種關鍵的調整。

狹義相對論表明運動是相對的。而且，物理定律對于所有實驗者都是相同的，無論他們的慣性參考系如何。除了調整存在的概念外，狹義相對論促使人們重新思考質量、力和能量的概念，這些都是牛頓力學中的重要概念。狹義相對論表明這些概念總體上是同一實際量的不同部分，就像它表明存在是相互關聯的一樣。

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