Fyysinen laki

Fysikaalinen laki  - stabiilit toistuvat objektiiviset kuviot, joita esiintyy luonnossa [1] . Ihmiskunnan löytämät fysikaaliset lait vahvistetaan empiirisesti ja ilmaistaan ​​tiukassa sanallisessa ja/tai matemaattisessa formulaatiossa , stabiilina, toistuvasti kokeessa, yhteyksiä fysikaalisten suureiden välillä ilmiöissä , prosesseissa ja kehon tiloissa ja muissa aineellisissa esineissä ympäröivässä maailmassa [ 2 ] .

Fysikaalisten säännönmukaisuuksien paljastaminen on fysiikan tieteen päätehtävä.

Kuvaus

Jotta suhdetta voidaan kutsua fyysiseksi laiksi, sen on täytettävä seuraavat vaatimukset:

• Empiirinen vahvistus: Fysikaalista lakia pidetään vakiintuneena, jos sillä on kokeellinen vahvistus.
• Universaalisuus: tietyn lain matemaattinen ilmaus, joka määrittää tietyn järjestelmän parametrien välisen suhteen, voi joskus kuvata monenlaisia ​​​​ilmiöitä. Lisäksi luonnonlakien yhtenäisyyden periaatteen mukaisesti tiettyjä lakeja sovelletaan olemassa olevien esineen ja ympäristön parametrien rajoitusten rajoissa missä tahansa universumin kohdassa, ja universaalit lait toimivat. yhtäläisesti kaikilla aineen organisoitumisen tasoilla avaruudessa ja ajassa ja määräävät myös maailmankaikkeuden luonteen. [3] [4]
• Stabiili: Universumin ominaisuudet määräävät fysikaalisten lakien muuttumattomuuden [5] .

Vaikka fysikaaliset lait ilmaistaan ​​yleensä tiukan sanallisen lausunnon ja/tai matemaattisen kaavan muodossa, Nobel-palkitun Paul Diracin sanoin "fysikaalisella lailla täytyy olla matemaattista kauneutta" [6] . Lisäksi seuraava tosiasia on mielenkiintoinen: todettiin, että 35 perusfysiikan laista vain 17 on muotoiltu matemaattisten yhtälöiden avulla ja yli 300 käsitteestä vain noin 50 esitellään kaavoilla, loput on muotoiltu ja otettu käyttöön. vain suullisesti [7] .

Esimerkkejä

Jotkut tunnetuimmista fysikaalisista laeista ovat [8] :

• Archimedesin laki
• Boylen laki - Mariotte
• Painovoimalaki
• Newtonin lait
• Coulombin laki
• Maxwellin yhtälöt
• Termodynamiikan lait
• Faradayn laki
• Energian säilymisen laki
• Vähimmän toiminnan periaate
• H-lause
• Epävarmuuden periaate
• Täydentävyysperiaate

Lait-periaatteet

Joitakin fyysisiä lakeja ei voida todistaa ja ne ovat perustavanlaatuisia, toisin sanoen ne ovat yleismaailmallisia soveltamisalan sisällä ja ovat pohjimmiltaan määritelmiä . Tällaisia ​​lakeja kutsutaan usein periaatteiksi . [9] Ne ovat yleistys kokeellisista tosiseikoista. Näitä ovat esimerkiksi Newtonin toinen laki ( voiman määritelmä ), energian säilymislaki [10] ( energian määritelmä ), pienimmän toiminnan periaate (toiminnan määritelmä) jne.

On myös useita fysikaalisia periaatteita, jotka ovat laajimpia ja kattavimpia yleistyksiä tietyistä fysiikan laeista. [9] Näitä ovat: epävarmuusperiaate , kausaalisuuden periaate , täydentävyyden periaate , vastaavuusperiaate , relativistisen muuttumattomuuden periaate jne. [11] . Ne on muotoiltu ideoiksi, jotka yleistävät kokeellisen tiedon ja mahdollistavat yhtenäisen selityksen tässä teoriassa tarkasteltujen ilmiöiden kokonaisuudesta. [9]

Jotkut fysikaaliset teoriat: klassinen mekaniikka , termodynamiikka, suhteellisuusteoria, rakentuvat pienelle määrälle alkuperäisiä fysikaalisia periaatteita, joista kaikki tietyt lait johdetaan seurauksena [12] . Tätä lähestymistapaa luonnonilmiöiden tutkimiseen kutsutaan periaatteiden menetelmäksi . Sen perustajat ovat Newton ja Einstein. [9] [13]

Periaatemenetelmässä ei käytetä hypoteeseja tutkittavien ilmiöiden sisäisistä mekanismeista. Se perustuu suoraan kokeellisten tosiseikkojen yleistyksiin, joita pidetään periaatteina. [14] Periaatemenetelmän arvo on sen avulla saavutettujen tulosten vahvuudessa. [viisitoista]

Symmetrioiden lait-seuraukset

Osa fysikaalisista laeista on yksinkertaisia ​​seurauksia tietyistä järjestelmässä olevista symmetrioista . Noetherin lauseen mukaiset säilymislait ovat siis seurauksia tilan ja ajan symmetriasta . Ja esimerkiksi Paulin periaate on seurausta elektronien identiteetistä (niiden aaltofunktion antisymmetriasta hiukkasten permutaatioon nähden).

Likimääräiset lait

Kaikki fysikaaliset lait ovat seurausta empiirisista havainnoista ja pitävät paikkansa samalla tarkkuudella kuin kokeelliset havainnot. Tämä rajoitus ei salli meidän väittää, että mikään laeista olisi ehdoton. Tiedetään, että jotkin lait eivät ilmeisesti ole täysin tarkkoja, vaan ovat likimääräisiä tarkempia lakeja. Newtonin lait pätevät siis vain riittävän massiivisille kappaleille, jotka liikkuvat valon nopeutta paljon pienemmillä nopeuksilla . Tarkempia ovat kvanttimekaniikan ja erikoissuhteellisuusteorian lait . Ne ovat kuitenkin vuorostaan ​​kvanttikenttäteorian tarkempien yhtälöiden approksimaatioita .

Katso myös

• Laki (tiede)
• väärennettävyys