Философская Энциклопедия том 5 (1184486), страница 49

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 49)

К числу С. п. относятся, напр. навестные в физике законы сохранения — энергии, лагск, нмпульса, момента импульса, электркч. заряда, барнонного заряда, лептонного заряда, стран- ности, четности и т. л. Закон сохранения энергии в качестве общего вазона природы был открыт в сер, 10 в. Получив применение в различных областнх класспч. физики, он и н наст. время остается важнешпям принципом физич. пауки.

Новая форма действия этого закона сохранения основана, з частности, на учете вааимосвязи акергии и массы (Е=-тгз)! «акоп сохранеиля массы примени«тая в совр. физике совместно с законом сохранения зиер!ш! п действие ега часто выяеляотся череа сохранение энергии. Движение имеет и др. сохраняющиеся параметры. Напр., импульс р, равный произведению массы частицы на ее скорость, характеризует определ. образом направленность движения частицы и связан толька с движущейся 1астпцей. Если к.-л. частица в момент своего превращения покоится, то в результате такого превращении не может образоваться только одна движущангя частица. Такой процесс не противоречил бы закону сохранения энергии, но запрещ«етсн законоы гохранеиля импульса.

В результате превращении в этом случае ноаликают по крайней мере две частицы, С т. зр. теории относительности, импульс движущейся частицы следует рассматривать и в связи с энергией, и в свнзп с ее собств. массой. В это« случае импульс р, энергия Е и масса покоя т> будут г«яааны соотношением Ез — рзгг — -тзгз, где г — скорость света. Вращат. движение характеризуется сохранением момента импульса. Вращение может быть орбитальным и собственным. Орбитальный момент импульса частицы в едпшщах посгопипой Планка ()4) принимает значения, кратные Ь. Собств. момент импульса частицы, пли спин, кратен ',', ри К числу свойстн частиц, связанных с пх внутр.

отру!,турой, относится злекгрич, заряд г. С т, зр. совр. физики, в процессах вааямных превращений часюш сохраняется алгебрапч. сумма зарядов. Можно сказать, что закон сохранения заряда соотзетстаует структурным изменениям к«эзер«!С а сам злектрич. заряд янляется важнешшы! инвариаптом структурных изменений. Сохраняющийся электрич, заря; ! маукпо рассматривать и как константу электро>! Слитного взаимодействия.

Ядерное вааимодействие существенно отличается от элоктромагнптного п характеризуется соотватствующиип сохраняющимися величинами. Такой величиной является, в частности, пзотоипч. спин, к-рый в качестве спедпфич, свойства частицы связан г электрич. зарядом. Частицы могут объединятьсн в зарядовые семейства.

Если зарядовое семейство состоит из двух частиц, напр. из протона и нейтрона, то изотоиич, спин равен половине и зта величина характгризуег вге семейство. Можно, однако, ввести различное аначекие изотопич, спина для ка!кдого члена семейства, в данном случае для протона л нейтрона. Есзи превращения частиц вызываются зарядовонееавпсимыми взапмодействинмп, то полный кзотоппч. сипи 1 системы частиц сахраняетсн. Исследование процессов рождения и гибели гиперонов и К-мезонов привело к открытию нового сохраняющегося параметра — странности и соответствующего аакона сохранения. Странность Л по аб!.

значению выражается целым числом и подобно электрпч. «аряду может иметь положительный шш отрицат, анан. М. Геля-Ыан и К. Нисвдзима, к-рые вы-« двниулн идею новой сохраняющейся величины и дали ей нааваняе, на основе открытого нми аакона сохранения предсказали существование новых частиц. Сохраняющиеся параметры да!от основание для объединения различных частиц в соответствующие классификационные группы или классы. Странные частицы могут быть объединены в один класс с пуклонамп, СОХРАНЕНИИ ПРИНЦИПЫ т. к, всем членам этого класса мои<по приписать одно общее свойство — барионный заряд. Частицы, у к-рых бариоииый заряд равен+1, лаз.

барпонами, а те, у и-рых оариопиыи заряд равен — 1,— аитибарионамп. Закон гол рапгипя барионного зарнда, или, иначе, бариоииого числа г), обеспечивает устойчивое существоваиш протопоп и, следовательно, ндер атомов н всей материн и целом. Полное значение величины А остаетсп эо всех превращениях постоянным. Можно говор>и<, в силу:>того о законе сохранения числа барионоз. Вариоиы гохраняиися, кроме случаев позможпой аннигиляции бариоион и аптпбариопов. По и тогда бароонэый заряд, подобно электрпч. ааряду, яе исчеаа<т вообще, а гоэра«яется как скрытая ноаможиость.

Закон сохра>и пня барпоппого заряда и закон сохрапшшя странности тесло связаны друг с другом. Их снял< пршиы<ает простую форму, если ввести понятие шшерзаряда У, раиного удвоенному значению среднего аа ряда семейстна част>щ. В этом слу <ае странность .5' п бариоииьш аарнд Л будут связаны следующил< простым соотношением Ь'=-У вЂ” >(. Для класса легких частиц — лептопоа, к числу к-рых относятся нейтрино, электроны, мю-ысзоиы и соответствующие им античастицы, объединяющим принципом является закон сохранен«я лептониого заряда.

Этот закон, в свою очередь, разделяется на два независимых залина — закон сохраяепия электронного лептшшого заряда и закон сохранения мюонного лептопного заряда. Кромг рассмотренных С. и., в физике элементарных частиц действуют и др. С. и., напр. закон сохранения чотпости илп принцип унитарности в совр. квантовой теории поля.

Г;уществуют, однако, п др. рода С. и. С появлением теории относительности выянилось исключит. значение принципа сохранения законов науки, плп, иначе, принципа ппвариаитности. Любой закон природы представляет собой вырви<ение нек-рой регулярности, нек-рого постоянства. Принц<ш ипварнаптиостп в качестве фнзпч, принципа выявляет спец.

условии этого постоянства ио отношению к определ. классу движений. В механике Ньютона условием необходимости и общности законов движения выступали або. пространство и время. В относительности теории условие общности и необходимости законов движения связывается с понятием инерциальной системы, в к-рой по определению выполняются известные законы сохранения. Способ перехода от одной ниерциальной системы к другой, движущейсн относительно первой раанол<ерно и прямолинейно,и выражает условие инвариаитностп законов природы.

Такой переход, позволяющий вычислять пространственно-врем. координаты данной систеыы, если известны координаты др. системз<, выражаетси посредством нск-рых математпч. преобразований. Законы механики Ньютона инвариантны относительно преобразований Галилея. Законы релятивистской мехаш<ки инвариантны относительно преобрааовапвй Лоренца. Многообразие С.

и. приводит к необходимости нх нлассификацпи. В основу классифш<ацнн можно положить различия в характере сохраняющихся объектов и различия в математич, формах выражения С. и. По степени общности действии С. и. можно разделить на 2 класса — общие и частные. К первым можно отнести, напр., законы сохранения энергш<, массы, импульса, момента, электрич, заряда. К частным С, и.

будут отнесены законы сохранения чет~ост~, изотоипч, спина, странности. Общие С. и. образуют основу единства физич. анания, а частные С. и. составляют класс законов, свидетельствующих о специфичности отд. областей физич. анания. Открытие этого второго класса С. и. является важной чертой развития нове>лией физики. Делепне С, и.

на общие и частные позволяет поновому рассматривать проблему их абсо>потиостп. Любой нз С, и., принадлежащих классу общих законов, л<ожет обнаружить ограниченность сферы своего действия. Др, словамп, могут быть открь<ты такие области природы, где иек-рые из общих С. и. окажутси неприменимыми. На первый взгляд, это ведет к уменьп<еи~ю класса общих ааконов и тем самым к допущению принципиальной возможности превращении ого в пустой класс.

Но такой вывод был бы необоснованным. В новых необычных областях природы могут и должны быгь открыты повь<е, более общие С. и. Произойдет изменение состава класса об>щих прниципоа, но таиого рода класс, в силу еднистна науч. знания сохранится во всякой будущей теории. Абсолютен не тот нли иной конкретный С. и., а сама идея сохранения, к-рую можно выразить в качестве общетеоретич. принципа — ии одна раавптая науч. теория ие мо>кот быть построена без введения тех пли иных сохраняющихся величии. Длнкаждогоданпогоэтапа развития физ и к п мои<но последовательно провести деление С.

и. па три класса — сохранение вещей, свойств и отношений. К классу С. п. вещей мож><о отнести, напр., аакои сохранения массы в его классич. форме, когда масса рассматривается как число частиц в теле (в сопр. физике под массой понимается не число частиц, а мера инертных и гравитационных свойств). Законы сохраиеш<я вещей и ааконы сохранения свойств взапыопереходят друг в друга. В физике элементарных частиц это проявляется особенно наглвдно: законы сохранения лоптоиного и барионного зарядов можно сформулировать как законы сохранения разности соответствув>щих частиц и античастиц, или, нратко говоря, как законы сохранения барионов и, соответственно, лептоноз. В структуре совр. физич. теории законы сохранения свойств оказываются более существенными, а еще более существенно сохранение связей плн отношений вещей.

Логич. переход от сохранения вещей к сохранению свойств, а затем к сохранению отношоиий (инвариаитности) соответствует в совр. теории переходу от менов общих к более общим и, следовательно, более фундал<е>пальным С. п. В связи с этой особенностью совр. фнзич. теорий возникает вопрос о смысле н значении аакопа сохранения материи и движения.

Этот закон в истории познания природы принимал различные формы. В формулировке Ломоносова (1748) сохранягощимся объектом выступает сама материя или вещество, а также движение. Лавуазье (1789) формулирует закон сохранения материи как принцип, согласно к-рому в каждом процессе в начальный и конечный момент находится неизменное количество ыаторш<. Если материн рассматриваетсл как система веиаменных атомов, то ее сохранение предстает как их неуничтожпмость, а нсевоаможные превращения веществ сводятся к структурным видоизменениям этих веществ. Если же структура материи неизвестна пли от нее отвлекаются, то сохранение материи выражается как неуяичтожимость некоторых существ. свойств материальйых объектов.

В процессах превращения сохраняются именно существ. свойства. Однако существенность свойств определяется в свою очередь через их сохранение в исследуемых процессах. Здесь именно тот логич. круг, к-рый характерен для фундаментальных понятий науки и и-рый раарывается выходом в сферу филос. принципов. Ломоносову, как и Лануааье, материя представляется в виде неизмеяных атомов.

Т. к. атомы обладают постоянной массой н весом, то действие закона сохранения материи может выявляться в конкретном исследовании посредством взвешивания веществ до реакции и после реакции. К тому времени уже были известны наблюдения 65 СОХРАНЕНИЯ ПРИНЦИПЫ Ряше, показавшие зависимость веса тела от места на земной поверхности. Поэтому взвешиванием, строго говоря, определялась велпчпна массы тела, к-рая отождествлялась с количеством материи.

Характеристики

Список файлов книги