Fysiska lagstabila upprepande objektiva mönster som finns i naturen [1] . De fysiska lagarna som upptäckts av mänskligheten är empiriskt etablerade och uttrycks i en strikt verbal och/eller matematisk formulering , stabila, upprepade i experimentet, samband mellan fysiska kvantiteter i fenomen , processer och tillstånd hos kroppar och andra materiella föremål i världen runt [2] ] .
Att avslöja fysiska regelbundenheter är den fysiska vetenskapens huvuduppgift.
För att ett förhållande ska kunna kallas en fysisk lag måste det uppfylla följande krav:
Även om fysiska lagar vanligtvis uttrycks i form av ett strikt verbalt uttalande och/eller matematisk formel, med nobelpristagaren Paul Diracs ord , "måste en fysisk lag ha matematisk skönhet" [6] . Dessutom är följande faktum intressant: det noterades att av 35 lagar i elementär fysik är bara 17 formulerade med matematiska ekvationer och av mer än 300 begrepp introduceras endast cirka 50 med formler, resten formuleras och introduceras endast verbalt [7] .
Några av de mest kända fysiska lagarna är [8] :
Vissa fysiska lagar kan inte bevisas och är grundläggande, det vill säga de är universella inom ramen och är definitioner i sin essens . Sådana lagar kallas ofta principer . [9] De är en generalisering av experimentella fakta. Dessa inkluderar till exempel Newtons andra lag (definition av kraft ), lagen om energins bevarande [10] (definition av energi ), principen om minsta verkan (definition av verkan) etc.
Det finns också ett antal fysikaliska principer som är de bredaste, mest omfattande generaliseringarna av speciella fysiklagar. [9] Dessa inkluderar: osäkerhetsprincipen , kausalitetsprincipen , komplementaritetsprincipen , likvärdighetsprincipen , principen om relativistisk invarians , etc. [11] . De är formulerade som idéer som generaliserar experimentella data och tillåter en enhetlig förklaring av helheten av de fenomen som beaktas av denna teori. [9]
Några fysikaliska teorier: klassisk mekanik , termodynamik, relativitetsteorin, är byggda på grundval av ett litet antal initiala fysikaliska principer, från vilka alla särskilda lagar härleds som en konsekvens [12] . Detta förhållningssätt till studiet av naturfenomen kallas principmetoden . Dess grundare är Newton och Einstein. [9] [13]
Principmetoden använder inga hypoteser om de inre mekanismerna hos de fenomen som studeras. Den bygger direkt på generaliseringar av experimentella fakta, som anses vara principer. [14] Principmetodens värde ligger i styrkan i de resultat som uppnås med dess hjälp. [femton]
En del av de fysiska lagarna är enkla konsekvenser av vissa symmetrier som finns i systemet. Så, bevarandelagarna enligt Noethers teorem är konsekvenser av symmetri mellan rum och tid . Och Pauli-principen , till exempel, är en konsekvens av elektronernas identitet (antisymmetrin hos deras vågfunktion med avseende på permutation av partiklar).
Alla fysiska lagar är en konsekvens av empiriska observationer och är sanna med samma noggrannhet som experimentella observationer är sanna. Denna begränsning tillåter oss inte att hävda att någon av lagarna är absoluta. Det är känt att vissa av lagarna uppenbarligen inte är helt korrekta, utan är approximationer till mer exakta. Så Newtons lagar är endast giltiga för tillräckligt massiva kroppar som rör sig med hastigheter mycket mindre än ljusets hastighet . Mer exakta är lagarna för kvantmekanik och speciell relativitet . Men de är i sin tur approximationer av mer exakta ekvationer av kvantfältteorin .
I det här fallet uttrycks generalisering endast i utvidgningen av det experimentella faktum som hittats till en bredare grupp av fenomen. Den specifika formuleringen av principen innehåller endast ett uttalande om erfarenhet i en adekvat matematisk form.
Vavilov S.I. Sobr. cit., vol. III. - Sovjetunionens vetenskapsakademi, 1956. - sid. 156Principernas fysik är oförstörbar: principer kan generaliseras, ändras något, kompletteras, men de kan inte kollapsa helt, eftersom de är uttryck för direkt erfarenhet.
Vavilov S.I. Sobr. cit., vol. III. - Sovjetunionens vetenskapsakademi, 1956. - sid. 385