1。小さなスケールでの故障:
* 量子効果: 古典物理学は、原子および亜原子レベルで現象を説明することに失敗しています。 電子や光子のような粒子の挙動は、波粒子の二重性、エネルギーの量子化、不確実性の原理などの概念を導入する量子力学によって支配されています。
* ブラックボディ放射: 古典的な物理学は、ブラックボディによって放出される放射線の観察されたスペクトルを説明できませんでした。エネルギーの量子化を伴うマックスプランクのソリューションは、量子理論への道を開いた。
* 光電効果: 光にさらされると金属表面からの電子の排出は、古典的な物理学によっては説明できませんでしたが、光子の概念を使用してアインシュタインによって説明されました。
2。高速での故障:
* 特別相対性理論: 古典物理学は、時間と空間が絶対的であると想定していますが、アインシュタインの特別な相対性は、それらが観察者の参照の枠組みに関連していることを示しました。この理論は、時間の拡張と長さの収縮が発生する光の速度に近い速度で現象を記述するために不可欠です。
3。不完全な説明:
* 強力で弱い核力: 古典的な物理学は、原子核を結合し、放射性崩壊を支配する強力で弱い核力を説明していません。これらの力は、量子磁場理論によって説明されています。
* ダークマターとダークエネルギー: 古典物理学は、宇宙の質量とエネルギーのかなりの部分を構成する暗黒物質と暗いエネルギーの存在についての説明を提供しません。
4。統一された理論の欠如:
* 単一のフレームワークなし: 古典物理学は、特定の現象を説明するさまざまな理論のコレクションです。すべての物理的現象を説明する統一された理論はまだ求められています。
5。複雑なシステムの制限:
* カオス理論: 古典的な物理学は、多くの相互作用する部分を持つ複雑なシステムの挙動を予測するのに苦労しており、混oticとした予測不可能な結果につながります。
6。哲学的意味:
* 決定論的宇宙: 古典物理学は、未来が初期条件によって事前に決定される決定論的な宇宙を意味します。ただし、量子力学はランダム性と不確実性を導入し、この決定論的な見方に挑戦します。
古典物理学は、私たちの周りの世界を理解して説明するための非常に強力なツールであることを覚えておくことが重要です。 その限界により、量子力学や相対性理論などのより高度な理論が発展し、宇宙の理解を拡大しました。しかし、古典物理学は依然として現代科学の基本的な礎石です。