Физички закон

Физички закон или законот на физиката е изјава " заклучена од одредени факти, кои се применуваат за дефинирана група или класа на појави,дека одреден феномен секогаш се случува ако се присутни одредени услови."^[1] Физичките закони се обично заклучоци врз основа на повторени научни експерименти и набљудувања во текот на многу години и кои станаа универзално прифатени во рамките на научната заедница.Создавањето на сумарен опис на нашата околина во форма на вакви закони е основна цел на науката. Овие термини не се користат на ист начин од страна на сите автори .

Разликата меѓу природниот закон во политичко-правна смисла и закон на природата или физички закон и во научна смисла е модерен концепт, и двата концепти се еднакво добиени од грчкиот збор physis,(преведени на латински како натура) за природата .^[2]

Опис

Идентификувани се неколку општи својства на законите на физиката. Законите на физиката се:

Вистинити, барем во рамките на нивниот режим на важење. По дефиниција, никогаш не постоеле повторувачки контрадикторни набљудувања.
Универзални. Се чини дека се применуваат насекаде во универзумот.^[3]^:82
Едноставни. Тие обично се изразуваат во однос на една математичка равенка.
Апсолутни. Се чини дека ништо од универзумот не влијае врз нив. ^:82
Стабилни. Непроменети од првпат откриени (иако може да се покажат како приближување на попрецизни закони - видете " Законите како приближување " подолу),
• Семоќен. Сè во универзумот очигледно мора да се придржува кон нив (според набљудувањата). ^:83
Генерално конзервативни на квантитет.^[4]^:59
Често се изразуваат постоечките хомогености ( симетрии ) на просторот и времето.
Типично теоретски реверзибилно во времето (ако не- квантната ), иако времето е неповратно .

Примери

Некои од повеќе познатите закони на природата се пронајдени од Исак Њутн ,теории на (сега) класичната механика,неговата Philosophiae Naturalis Principia Mathematica , а од Алберт Ајнштајн е теорија за релативноста . Други примери на закони на природата се Бојлевиот закон за гасови, законите за конзервација , четирите закони на термодинамиката и сл.

Законите како дефиниции

Многу научни закони се изразени во математичка смисла (на пример Вториот Њутнов закон F = dp / dt или принципот на несигурност , или принципот на најмалку акција или каузалност ). Додека овие научни закони објаснуваат што гледаат нашите сетила, тие сѐ уште се емпириски и не се "математички" закони. (Математичките закони може да се докажат чисто со математика, а не со научен експеримент.)

Законите се последица на математичките симетрии

Други закони ги рефлектираат математичките симетрии кои се наоѓаат во природата (на пример, принципот на исклучување на Паули го одразува идентитетот на електроните, законите за зачувување ја одразуваат хомогеноста на просторот , времето, Лоренцовите трансформации ја рефлектираат вртежната симетрија на просторот-времето). Законите постојано се проверуваат преку експерименти до повисоки и повисоки степени на прецизност. Ова е една од главните цели на науката. Само затоа што законите никогаш не биле забележани дека се прекршени, не го исклучува тестирањето на нив за зголемена точност или во нови видови на услови, за да потврди дали тие продолжуваат да важат или дали се поништени и што може да се открие во процесот. Секогаш е можно законите да бидат поништени или да се докаже дека имаат ограничувања, со повторувачки експериментални докази и тоа треба да биде опсервирано.

Добро воспоставените закони навистина биле поништени во некои посебни случаи, но новите формулации биле создадени за да ги објаснат несогласувањата и може да се каже дека генерализираат, а не ги соборуваат оригиналите. Односно, пронајдените поништени закони се само приближни приближувања (види подолу), на кои мора да се додадат други термини или фактори за да се покријат претходно неискажани услови - на пример, многу големи или многу мали скали на време или простор, огромни брзини или маси, итн. Така, наместо непроменливо знаење, физичките закони подобро се гледаат како серија на подобрувања и попрецизни генерализации.

Многу основни физички закони се математички последици од различни симетрии на просторот, времето или други аспекти на природата. Поточно, теоремата на Нетер ги поврзува некои закони за зачувување со одредени симетрии. На пример, зачувувањето на енергијата е последица на промената на симетријата на времето (ниту еден момент не се разликува од другите), додека зачувувањето на импулсот е последица на симетријата (хомогеност) на просторот (ниедно место во просторот не е посебно, или различно од кој било друг). Недиференцираноста на честичките на основен тип (на пример, електрони или фотони) од резултатите во Дирак и Бозе , квантната статистика што пак резултира со принципот на исклучување на Паули за фермиони и во кондензацијата на Бозе-Ајнштајн за бозони . Вртежната симетрија меѓу временските и просторните координатни оски (кога се зема како имагинарна, друга како реална) резултира со трансформации на Лоренц кои, пак, резултираат со специјална теорија за релативност. Симетријата помеѓу инерцијалната и гравитациската маса резултира со општа релативност

Инверзниот квадратен закон на интеракција со посредство на бозони без маса е математичка последица на 3-димензионалност на просторот.

Една стратегија во потрагата по најосновните закони на природата е да се побара најопшта математичка група за симетрија која може да се примени на фундаменталните интеракции.

Закони како приближувања

Некои закони се само приближување на други поопшти закони и се добри приближувања со ограничен домен на применливост. На пример, Њутновата динамика (која се заснова на галилејски трансформации) е ограничувањето со ниска брзина на специјална релативност (со оглед на тоа што трансформацијата на Галилеј е нискобрзинска апроксимација на Лоренцовата трансформација). Слично на тоа, Њутоновиот закон за гравитација е мала приближна генерација на релативноста, а Кулоновиот закон е приближување на Квантната електродинамика на големи растојанија (во споредба со опсегот на слаби интеракции). Во такви случаи, вообичаено е да се користат поедноставните, приближни верзии на законите, наместо попрецизни општи закони.

Историја

Во споредба со пред-модерна сметки на каузалноста , законите на природата се пополни улогата на божествената каузалност , од една страна, и сметки, како што се Платон 's теорија на форми од друга страна.

Набљудувањето дека постојат основните законитости во природата датира уште од праисториски времиња, бидејќи препознавањето на причинско-последичните односи е имплицитно признавање дека постојат закони на природата. Сепак, признавањето на таквите законитости како самостојни научни закони, само по себе , било ограничено со нивното зафаќање во анимизмот и со припишувањето на многу ефекти кои немаат очигледни причини - метеоролошки , астрономски и биолошки феномени - на акциите на разни богови , духови , натприродни суштества итн. Набљудувањето и шпекулациите за природата беа интимно поврзани со метафизиката и моралноста.

Во Европа, систематски теории за природата ( physis ) започнале со раните грчки филозофи и научници и продолжиле во хеленистичките и римските империјални периоди, за кое време интелектуалното влијание на римскиот закон сè повеќе станало важно.

Формулата "закон на природата" прво се појавува како "жива метафора" која ја фаворизираа латинските поети Лукретиј , Вирџил , Овидиј , Манилиус , со текот на времето добива цврсто теоретско присуство во прозните трактати на Сенека и Плиниј . Зошто ова римско потекло? Според [историчарот и класичар Daryn] убедлив наративен Lehoux е, [5] идејата беше овозможено од страна на централната улога на кодифициран закон и форензички аргумент во римскиот живот и култура.

За Римјаните. . . местото каде што е извонредно, каде што етиката, правото, природата, религијата и политиката се преклопуваат е судскиот суд. Кога ги читаме Природните прашања на Сенека и постојано гледаме како ги применува мерилата на докази, евалуацијата на сведоците, аргументите и доказите, можеме да препознаеме дека читаме еден од најголемите римски риторичари на возраст, темелно ангажирани во форензички метод. И не само Сенека. Правните модели на научно расудување се појавуваат насекаде, и на пример докажуваат подеднакво интегрален дел од пристапот на Птоломеј кон верификација, каде на умот му се доделува улогата на судијата, сетилата за откривање докази и дијалектичката причина на самиот закон^[5]

Прецизната формулација на она што сега се препознава како модерни и валидни изјави на законите на природата датира од 17 век во Европа, со почеток на точни експерименти и развој на напредни форми на математика. Во текот на овој период, природните филозофи како Исак Њутн биле под влијание на религиозен поглед кој сметал дека Бог воспоставил апсолутни, универзални и непроменливи физички закони. Во поглавјето 7 од Светот , Рене Декарт ја опишал "природата" како сама материја, непроменлива како што е создадена од Бога, така што промените во делови "се припишуваат на природата. Правилата според кои овие промени се одвиваат Ги нарекувам "законите на природата". " [9] Современиот научен метод што во тоа време се обликува (со Френсис Бекон и Галилео ) има за цел целосно одделување на науката од теологијата, со минимални шпекулации за метафизиката и етиката. Во овој период е разработен и природниот закон во политичка смисла, замислен како универзален (т.е. разведен од секташка религија и несреќи на местото) (од Гротиус , Спиноза и Хобс , за да именува неколку).

Други полиња

Некои математички теореми и аксиоми се нарекуваат закони, бидејќи тие обезбедуваат логичка основа за емпириски закони.

Примери за други набљудувани феномени понекогаш опишани како закони го вклучуваат законот Титјус-Бодес на планетарните позиции, законот на лингвистиката Зипф , законот за технолошкиот развој на Мур . Многу од овие закони спаѓаат во рамките на непријатната наука . Другите закони се прагматични и набљудувачки, како што е законот за ненамерни последици . По аналогија, принципите во други области на студии понекогаш се лабаво познати како "закони". Тука спаѓаат жилетката Оккам како принцип на филозофијата и принципот на Парето на економијата.

Поврзано

Физика
Филозофија на науката
Научен закон
Индуктивно размислување
Физичка константа
Закони на науката

Белешки

↑ „Law of nature“, Oxford English Dictionary (3rd. изд.), Oxford University Press, September 2005 Invalid |mode=CS1 (help) (бара Претплата или членство во британска јавна библиотека .)
↑ Some modern philosophers, e.g. Norman Swartz, use "physical law" to mean the laws of nature as they truly are and not as they are inferred by scientists. See Norman Swartz, The Concept of Physical Law (New York: Cambridge University Press), 1985. Second edition available online [1].
↑ Davies, Paul (2005). The mind of God : the scientific basis for a rational world (1 Simon & Schuster pbk.. изд.). New York: Simon & Schuster. ISBN 978-0-671-79718-8.
↑ Feynman, Richard (1994). The character of physical law (Modern Library. изд.). New York: Modern Library. ISBN 978-0-679-60127-2.
↑ Sedley, "When Nature Got Its Laws", Times Literary Supplement (12 October 2012).

Наводи

Francis Bacon (1620). Novum Organum.
John Barrow (1991). Theories of Everything: The Quest for Ultimate Explanations. (ISBN 0-449-90738-40-449-90738-4)
Daryn Lehoux (2012). What Did the Romans Know? An Inquiry into Science and Worldmaking. University of Chicago Press. (ISBN 97802264711439780226471143)

Надворешни врски

Stanford Encyclopedia of Philosophy: "Laws of Nature" by John W. Carroll.
Baaquie, Belal E. "Laws of Physics : A Primer" Архивирано на 8 април 2006 г.. Core Curriculum, National University of Singapore.
Francis, Erik Max. "The laws list".. Physics. Alcyone Systems
Pazameta, Zoran. "The laws of nature". Архивирано на 26 февруари 2014 г. Committee for the scientific investigation of Claims of the Paranormal.
The Internet Encyclopedia of Philosophy. "Laws of Nature" Архивирано на 26 април 2009 г. – By Norman Swartz
"Laws of Nature", In Our Time, BBC Radio 4 discussion with Mark Buchanan, Frank Close and Nancy Cartwright (Oct. 19, 2000)

[1] „Law of nature“, Oxford English Dictionary (3rd. изд.), Oxford University Press, September 2005 Invalid |mode=CS1 (help) (бара Претплата или членство во британска јавна библиотека .)

[2] Some modern philosophers, e.g. Norman Swartz, use "physical law" to mean the laws of nature as they truly are and not as they are inferred by scientists. See Norman Swartz, The Concept of Physical Law (New York: Cambridge University Press), 1985. Second edition available online [1].

[Davies-3] Davies, Paul (2005). The mind of God : the scientific basis for a rational world (1 Simon & Schuster pbk.. изд.). New York: Simon & Schuster. ISBN 978-0-671-79718-8.

[Feynman-4] Feynman, Richard (1994). The character of physical law (Modern Library. изд.). New York: Modern Library. ISBN 978-0-679-60127-2.

[5] Sedley, "When Nature Got Its Laws", Times Literary Supplement (12 October 2012).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]