Fysisk lov

Fysisk lov  -stabile gentagne objektive mønstre, der findes i naturen [1] . De fysiske love opdaget af menneskeheden er empirisk etableret og udtrykt i en streng verbal og/eller matematisk formulering , stabile, gentaget i eksperimentet, forbindelser mellem fysiske størrelser i fænomener , processer og tilstande af kroppe og andre materielle genstande i verden omkring [2 ] .

At afsløre fysiske regelmæssigheder er den fysiske videnskabs hovedopgave.

Beskrivelse

For at et forhold kan kaldes en fysisk lov, skal det opfylde følgende krav:

Selvom fysiske love normalt udtrykkes i form af en streng verbal erklæring og/eller matematisk formel, med nobelpristageren Paul Diracs ord , "skal en fysisk lov have matematisk skønhed" [6] . Derudover er følgende kendsgerning interessant: det blev bemærket, at ud af 35 love i elementær fysik er kun 17 formuleret ved hjælp af matematiske ligninger og ud af mere end 300 begreber er kun omkring 50 introduceret ved hjælp af formler, resten er formuleret og introduceret kun verbalt [7] .

Eksempler

Nogle af de mest berømte fysiske love er [8] :

Love-principper

Nogle fysiske love kan ikke bevises og er fundamentale, det vil sige, de er universelle inden for rammerne og er definitioner i deres essens . Sådanne love kaldes ofte principper . [9] De er en generalisering af eksperimentelle fakta. Disse omfatter for eksempel Newtons anden lov (definition af kraft ), loven om bevarelse af energi [10] (definition af energi ), princippet om mindste handling (definition af handling) osv.

Der er også en række fysiske principper, der er de bredeste, mest omfattende generaliseringer af bestemte fysiklove. [9] Disse omfatter: usikkerhedsprincippet , kausalitetsprincippet , princippet om komplementaritet , ækvivalensprincippet , princippet om relativistisk invarians osv. [11] . De er formuleret som ideer, der generaliserer eksperimentelle data og tillader en ensartet forklaring af helheden af ​​de fænomener, som denne teori betragter. [9]

Nogle fysiske teorier: klassisk mekanik , termodynamik, relativitetsteorien, er bygget på basis af et lille antal indledende fysiske principper, hvorfra alle særlige love er afledt som en konsekvens [12] . Denne tilgang til studiet af naturfænomener kaldes princippets metode . Dens grundlæggere er Newton og Einstein. [9] [13]

Principmetoden anvender ingen hypoteser om de interne mekanismer i de undersøgte fænomener. Den er direkte afhængig af generaliseringer af eksperimentelle fakta, som betragtes som principper. [14] Værdien af ​​principmetoden ligger i styrken af ​​de resultater, der opnås med dens hjælp. [femten]

Love-konsekvenser af symmetrier

En del af de fysiske love er simple konsekvenser af visse symmetrier , der findes i systemet. Så bevarelseslovene ifølge Noethers sætning er konsekvenser af symmetrien mellem rum og tid . Og Pauli-princippet er for eksempel en konsekvens af elektronernes identitet (antisymmetrien af ​​deres bølgefunktion med hensyn til permutationen af ​​partikler).

Tilnærmede love

Alle fysiske love er en konsekvens af empiriske observationer og er sande med samme nøjagtighed som eksperimentelle observationer er sande. Denne begrænsning tillader os ikke at hævde, at nogen af ​​lovene er absolutte. Det er kendt, at nogle af lovene åbenbart ikke er helt nøjagtige, men er tilnærmelser til mere nøjagtige. Så Newtons love er kun gyldige for tilstrækkeligt massive legemer, der bevæger sig med hastigheder meget mindre end lysets hastighed . Mere præcise er lovene for kvantemekanik og speciel relativitet . Men de er til gengæld tilnærmelser af mere nøjagtige ligninger af kvantefeltteori .

Se også

fysiske love

Noter

  1. Trofimova T. I. Fysikkursus: lærebog. tilskud til universiteter . - 11. - Moskva: Publishing Center "Academy", 2006. - S. 5. - 560 s. — ISBN 5-7695-2629-7 . Arkiveret 18. november 2017 på Wayback Machine
  2. Seleznev Yu. A. Grundlæggende om elementær fysik. - M., Nauka, 1966. - S. 11 - 408 s.
  3. Khannanov N. K., Chizhov G. A. Fysik. Lærebog for klasser med dybdegående studier af fysik. 10. klasse - 1. - DROFA, 2013. - S. 350-390. — 481 s. - ISBN 978-5-358-12648-0 . Arkiveret 6. oktober 2019 på Wayback Machine
  4. Malov I. F. Naturlovens universalitet (Livet på jorden, i universet). . Kulturens verden (22. oktober 2014). Hentet 6. oktober 2019. Arkiveret fra originalen 6. oktober 2019.
  5. Rozental I. L. Fysiske love og numeriske værdier for fundamentale konstanter. Arkiveret 4. marts 2016 på Wayback Machine Uspekhi Fizicheskikh Nauk (1980).—Bind 131, no. 2. - Hentet 6. oktober 2019.
  6. Medvedev B.V., Shirkov D.V.P.A.M. Dirac og dannelsen af ​​de grundlæggende begreber inden for kvantefeltteori  // Uspekhi fizicheskikh nauk. - 1987-09-01. - T. 153 , no. 9 . — S. 59–104 . — ISSN 0042-1294 . Arkiveret fra originalen den 6. oktober 2019.
  7. Seleznev Yu. A. Grundlæggende om elementær fysik. - M., Nauka, 1966. - Oplag 100.000 eksemplarer. - Med. 401
  8. 100 store videnskabelige opdagelser / D.K. Samin. M .: Veche, 2002. — 480 s. 25.000 eksemplarer.  — ISBN 5-7838-1085-1 .
  9. 1 2 3 4 Sivukhin D.V. Almen kursus i fysik. Mekanik. - M., Nauka, 1979. - Oplag 50.000 eksemplarer. - Med. elleve
  10. Sivukhin D.V. Almen kursus i fysik. Mekanik. - M., Nauka, 1979. - Oplag 50.000 eksemplarer. - Med. 149
  11. Seleznev Yu. A. Grundlæggende om elementær fysik. - M., Nauka, 1966. - Oplag 100.000 eksemplarer. - Med. elleve
  12. Moshchansky V. N. Dannelse af verdensbilledet for studerende i fysikstudiet. - M., Oplysning, 1976. - Oplag 80.000 eksemplarer. - Med. 114
  13. Einstein A. Fysik og virkelighed. - M., Nauka, 1965. - 359 s.
  14. I dette tilfælde udtrykkes generalisering kun i udvidelsen af ​​den eksperimentelle kendsgerning, der er fundet til en bredere gruppe af fænomener. Den specifikke formulering af princippet indeholder kun en erfaringserklæring i en passende matematisk form.

    Vavilov S.I. Sobr. cit., bind III. - Videnskabsakademiet i USSR, 1956. - s. 156
  15. Principernes fysik er uforgængelig: Principper kan generaliseres, ændres noget, suppleres, men de kan ikke kollapse fuldstændigt, da de er udtryk for direkte erfaring.

    Vavilov S.I. Sobr. cit., bind III. - Videnskabsakademiet i USSR, 1956. - s. 385

Litteratur

  • Richard Feynman. Naturen af ​​fysiske love . - Anden udgave, revideret. ( 1. udg. - M., Mir, 1968) . — M .: Nauka, 1987. — 160 s. - 163.000 eksemplarer.
  • Claus Kiefer. On the Concept of Law in Physics  (engelsk)  // Proceedings of the conference "The concept of law in science", Heidelberg, 4.-5. juni 2012. - arXiv : 1301.5110 .