Legea fizică

Legea fizică  - modele obiective repetate stabile care există în natură [1] . Legile fizice descoperite de omenire sunt stabilite empiric și exprimate într-o formulare strictă verbală și/sau matematică , stabilă, repetată în experiment, conexiuni între mărimile fizice în fenomene , procese și stări ale corpurilor și ale altor obiecte materiale din lumea înconjurătoare [2]. ] .

Dezvăluirea regularităților fizice este sarcina principală a științei fizice.

Descriere

Pentru ca o relație să poată fi numită lege fizică, ea trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

• Confirmare empirică: O lege fizică este considerată stabilită dacă are confirmare experimentală.
• Universalitate: expresia matematică a unei anumite legi care determină relația dintre parametrii unui anumit sistem poate descrie uneori o mare varietate de fenomene. În plus, în conformitate cu principiul unității legilor naturii, sunt aplicabile legi particulare, în limitele restricțiilor existente asupra parametrilor obiectului și mediului, în orice punct al Universului, iar legile universale funcționează. în mod egal la toate nivelurile de organizare a materiei în spațiu și timp și, de asemenea, determină natura Universului. [3] [4]
• Stabilitatea: proprietățile Universului determină imuabilitatea legilor fizice [5] .

Deși legile fizice sunt de obicei exprimate sub forma unei afirmații verbale stricte și/sau a unei formule matematice, în cuvintele laureatului Nobel Paul Dirac , „o lege fizică trebuie să aibă frumusețe matematică” [6] . În plus, este interesant următorul fapt: s-a remarcat că din 35 de legi ale fizicii elementare, doar 17 sunt formulate folosind ecuații matematice și din peste 300 de concepte, doar aproximativ 50 sunt introduse folosind formule, restul sunt formulate și introduse. numai verbal [7] .

Exemple

Unele dintre cele mai faimoase legi fizice sunt [8] :

• Legea lui Arhimede
• Legea lui Boyle - Mariotte
• Legea gravitației
• legile lui Newton
• Legea lui Coulomb
• Ecuațiile lui Maxwell
• Legile termodinamicii
• legea lui Faraday
• Legea conservării energiei
• Principiul minimei acțiuni
• Teorema H
• Principiul incertitudinii
• Principiul complementarității

Legi-principii

Unele legi fizice nu pot fi dovedite și sunt fundamentale, adică sunt universale în domeniul de aplicare și sunt definiții în esența lor . Astfel de legi sunt adesea numite principii . [9] Sunt o generalizare a faptelor experimentale. Acestea includ, de exemplu, a doua lege a lui Newton (definiția forței ), legea conservării energiei [10] (definiția energiei ), principiul celei mai mici acțiuni (definiția acțiunii), etc.

Există, de asemenea, o serie de principii fizice care sunt cele mai ample și mai cuprinzătoare generalizări ale anumitor legi ale fizicii. [9] Acestea includ: principiul incertitudinii , principiul cauzalității , principiul complementarității , principiul echivalenței , principiul invarianței relativiste etc. [11] . Ele sunt formulate ca idei care generalizează datele experimentale și permit o explicație uniformă a totalității fenomenelor luate în considerare de această teorie. [9]

Unele teorii fizice: mecanica clasică , termodinamica, teoria relativității, sunt construite pe baza unui număr mic de principii fizice inițiale, din care toate legile particulare sunt derivate ca o consecință [12] . Această abordare a studiului fenomenelor naturale se numește metoda principiilor . Fondatorii săi sunt Newton și Einstein. [9] [13]

Metoda principiilor nu folosește nicio ipoteză despre mecanismele interne ale fenomenelor studiate. Se bazează direct pe generalizări ale faptelor experimentale, care sunt considerate principii. [14] Valoarea metodei principiilor constă în forța rezultatelor obținute cu ajutorul ei. [cincisprezece]

Legile-consecințele simetriilor

O parte din legile fizice sunt consecințe simple ale anumitor simetrii care există în sistem. Deci, legile de conservare conform teoremei lui Noether sunt consecințe ale simetriei spațiului și timpului . Și principiul Pauli , de exemplu, este o consecință a identității electronilor (antisimetria funcției lor de undă în raport cu permutarea particulelor).

Legi aproximative

Toate legile fizice sunt o consecință a observațiilor empirice și sunt adevărate cu aceeași acuratețe cu care sunt adevărate observațiile experimentale. Această restricție nu ne permite să pretindem că oricare dintre legi este absolută. Se știe că unele dintre legi, evident, nu sunt absolut exacte, dar sunt aproximări la altele mai exacte. Deci, legile lui Newton sunt valabile numai pentru corpuri suficient de masive care se deplasează cu viteze mult mai mici decât viteza luminii . Mai precise sunt legile mecanicii cuantice și ale relativității speciale . Cu toate acestea, ele, la rândul lor, sunt aproximări ale ecuațiilor mai precise ale teoriei câmpurilor cuantice .

Vezi și

• Drept (știință)
• falsificarea