古典力学の成立

物理学で最も基礎的で、最初に習う分野は力学です。 歴史的に見ても、Newtonらが17世紀後半に基礎を築いた力学は物理学において最初に登場したものです。 力学の成立は物理学の夜明けであっただけでなく、数学を用いて自然法則を記述することができるという考え方が初めて登場したということも意味しており、自然科学の重要な転換点になりました。

力学法則は天体の運行の観察に着想を得て発見されたといわれています。 重力的相互作用を考える場合、天体の内部自由度は無視でき、大きさを持たない物体（質点）として扱うことができます。 また、太陽の周りを周る惑星の運動は近似的に二体問題とみなすことができて、摩擦力や空気抵抗といった地上の現象を複雑にしている要因もないため、基本法則の発見にとって有利だったのでしょう。 したがって、力学の体系を紐解く上でも単一の質点の力学から始めるのが自然だと考えられます。 ここでも質点の力学から始めて、質点系や剛体の力学に進むことにします。

ところで、Newtonが著した「自然哲学の数学的諸原理」（いわゆるプリンキピア）は、Euclidの「原論」の影響を受け、幾何学を多用して書かれていたようです。 Newtonの力学はのちに微積分を用いて解析学の枠組みで整理されていきます。 数学的洗練化の流れの先に解析力学という高度に抽象化した分野が誕生し、その後の量子力学や統計力学の成立発展に重要な役割を果たしました。 このブログでも、剛体の力学の次に解析力学の話題へと移っていく予定です。