作用量发展历史费马于1662年发表了费马原理
这原理阐明:光传播的正确路径,所需的时间必定是极值
这原理在物理学界造成了很大的震撼
不同于牛顿运动定律的机械性,现今,一个物理系统的运动拥有了展望与目标
莱布尼茨不同意费马的理论
他认为光应该选择最容易传播的路径
他于1682年发表了他的理论:光传播的正确路径应该是阻碍最小的路径;更精确地说,阻碍与径长的乘积是最小值的路径
这理论有一个难题,如果要符合实验的结果,玻璃的阻碍必须小于空气的阻碍;但是,玻璃的密度大于空气,应该玻璃的阻碍会大于空气的阻碍
莱布尼茨为此提供了一个令人百思的辩解
较大的阻碍使得光较不容易扩散;因此,光被约束在一个很窄的路径内
假若,河道变窄,水的流速会增加;同样地,光的路径变窄,所以光的速度变快了
1744年,皮埃尔·路易·莫佩尔蒂在一篇论文《The agreement between the different laws of Nature that had, until now, seemed incompatiable》中,发表了最小作用量原理:光选择的传播路径,作用量最小
他定义作用量为移动速度与移动距离的乘积
用这原理,他证明了费马原理:光传播的正确路径,所需的时间是极值;他也计算出光在反射与同介质传播时的正确路径
1747年,莫佩尔蒂在另一篇论文《On the laws of motion and of rest》中,应用这原理于碰撞,正确地分析了弹性碰撞与非弹性碰撞;这两种碰撞不再需要用不同的理论来解释
莱昂哈德·欧拉在同年发表了一篇论文《Method for finding curve shaving a minimal or maximal property or solutions to isoperimetric problems in the broadest accepted sense》;其中,他表明物体的运动遵守某种物理量极值定律,而这物理量是作用量
应用这理论,欧拉成功的计算出,当粒子受到有心力作用时,正确的抛射体运动
在此以后,许多物理学家,包括拉格朗日、哈密顿、理查德·费曼、等等,对于作用量都有很不同的见解
这些见解对于物理学的发展贡献甚多
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