Составители:
Рубрика:
5
На самом деле оказывается, что в квантовой механике ни один из них не точен в том виде,
в каком мы их тут сформулировали, а сам факт существования принципа минимума
является следствием того, что в микромире частицы подчиняются квантовой механике.
Сейчас наилучшим законом представляется комбинация принципа минимума и локальных
законов. Современная наука предполагает, что законы физики должны иметь локальный
характер и в то же время сочетаться с принципом минимума, но наверняка мы этого не
знаем.
Известный математик Герман Вейль предложил определение симметрии, согласно
которому симметричным называется такой предмет, который можно как-то изменять,
получая в результате то же, с чего вы начали. Именно в этом смысле говорят о симметрии
законов физики. При этом мы имеем в виду, что физические законы или способы их
представления можно изменять так, что это не отражается на их следствиях.
Простейшим примером симметрии такого рода может служить симметрия относительно
пространственного переноса. Если построить любую установку и при ее помощи
поставить какой-нибудь опыт, а затем взять и построить точно такую же установку для
точно такого же эксперимента с точно таким же объектом, но в другом месте, не здесь, а
там, т. е. просто перенести наш опыт в другую точку пространства, то окажется, что во
время обоих опытов происходит в точности одно и то же. Говоря о симметрии
относительно пространственных переносов, необходимо учитывать все, что играет в
эксперименте существенную роль, и переносить все это вместе с установкой.
Интереснейшее свойство природы как раз и заключается в том, что всегда удается
перенести достаточно материала, чтобы установка вела себя, как и раньше.
Другое свойство симметрии связано с тем, что для физических законов не существенны и
сдвиги во времени. Запустим планету вокруг Солнца в определенном направлении. И
предположим, что мы могли бы запустить ее же снова на 2 часа или на 2 года позже,
запустить снова с самого начала точно таким же образом при точно таком же исходном
расположении планет и Солнца, как и при первом запуске. Тогда все будет происходить
точно так же, как и в первом случае, поскольку вновь закон всемирного тяготения говорит
о скорости и нигде не пользуется понятием абсолютного времени, в определенный момент
которого необходимо начать измерения.
Приведем еще несколько примеров законов симметрии. Один из них связан с
фиксированными пространственными поворотами. Если проводить какой-либо опыт с
установкой, построенной в каком-нибудь определенном месте, а затем взять другую точно
такую же установку и повернуть ее так, чтобы все ее оси имели другую ориентацию, то
установка будет работать точно таким же образом, как и раньше. Конечно, при этом нам
снова нужно повернуть и все остальное, существенное для эксперимента. Если речь идет о
дедовских часах и вы положите их на бок, маятник просто уткнется в стенку футляра и
часы остановятся. Но если вместе с часами повернуть и Землю (которая и так все время
поворачивается), часы будут идти по-прежнему.
Еще один очень интересный пример закона симметрии связан с равномерным движением
по прямой. Считается, что законы физики не меняются при равномерном движении по
прямой. Это утверждение получило наименование принципа относительности.
Теперь может показаться, что все законы физики симметричны относительно любых
изменений. Но можно привести много примеров, что это не так. Первый из них -
изменение масштаба. Тот факт, что законы физики не остаются неизменными при
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- …
- следующая ›
- последняя »
