Fizikai törvény – a természetben létező objektív minták stabil ismétlődése [1] . Az emberiség által felfedezett fizikai törvényeket empirikusan állapítják meg és fejezik ki szigorú verbális és/vagy matematikai megfogalmazásban , stabilak, a kísérletben megismétlődnek, összefüggések a fizikai mennyiségek között jelenségekben , folyamatokban és testek és más anyagi tárgyak között a világban [2] ] .
A fizikai törvényszerűségek feltárása a fizikatudomány fő feladata.
Ahhoz, hogy egy kapcsolatot fizikai törvénynek lehessen nevezni, a következő követelményeknek kell megfelelnie:
Bár a fizikai törvényeket általában szigorú verbális kijelentés és/vagy matematikai képlet formájában fejezik ki, a Nobel-díjas Paul Dirac szavai szerint "a fizikai törvénynek matematikai szépséggel kell bírnia" [6] . Emellett érdekes a következő tény: megjegyezték, hogy az elemi fizika 35 törvényéből csak 17 van matematikai egyenletekkel megfogalmazva, és a több mint 300 fogalom közül csak körülbelül 50-et vezetnek be képletekkel, a többit megfogalmazzák és bevezetik. csak szóban [7] .
A leghíresebb fizikai törvények közül néhány : [8] :
Egyes fizikai törvények nem bizonyíthatók, és alapvetőek, vagyis univerzálisak a hatályon belül, és lényegükben definíciók . Az ilyen törvényeket gyakran elveknek nevezik . [9] Ezek a kísérleti tények általánosításai. Ide tartozik például Newton második törvénye ( az erő definíciója ), az energiamegmaradás törvénye [10] ( az energia definíciója ), a legkisebb cselekvés elve (a cselekvés meghatározása) stb.
Számos fizikai elv is létezik, amelyek a fizika egyes törvényeinek legtágabb és legátfogóbb általánosításai. [9] Ide tartoznak: a bizonytalanság elve , az oksági elve , a komplementaritás elve , az ekvivalencia elve , a relativisztikus változatlanság elve stb. [11] . Olyan gondolatokként fogalmazódnak meg, amelyek általánosítják a kísérleti adatokat, és lehetővé teszik az elmélet által vizsgált jelenségek összességének egységes magyarázatát. [9]
Néhány fizikai elmélet: a klasszikus mechanika , a termodinamika, a relativitáselmélet néhány kezdeti fizikai alapelvre épül, amelyekből következésképpen minden különös törvény levezethető [12] . A természeti jelenségek vizsgálatának ezt a megközelítését az elvek módszerének nevezik . Alapítói Newton és Einstein. [9] [13]
Az elvek módszere nem alkalmaz hipotéziseket a vizsgált jelenségek belső mechanizmusairól. Közvetlenül a kísérleti tények általánosításaira támaszkodik, amelyeket elveknek tekintünk. [14] Az elvek módszerének értéke a segítségével elért eredmények erősségében rejlik. [tizenöt]
A fizikai törvények egy része a rendszerben létező bizonyos szimmetriák egyszerű következményei. Tehát a Noether-tétel szerinti megmaradási törvények a tér és az idő szimmetriájának következményei . És például a Pauli-elv az elektronok azonosságának következménye ( hullámfüggvényük antiszimmetriája a részecskék permutációjához képest).
Minden fizikai törvény empirikus megfigyelések következménye, és ugyanolyan pontossággal igaz, mint a kísérleti megfigyelések. Ez a korlátozás nem teszi lehetővé, hogy azt állítsuk, hogy bármelyik törvény abszolút. Köztudott, hogy egyes törvények nyilvánvalóan nem teljesen pontosak, hanem a pontosabbak közelítései. Tehát a Newton-törvények csak a fénysebességnél jóval kisebb sebességgel mozgó, kellően nagy tömegű testekre érvényesek . Pontosabbak a kvantummechanika és a speciális relativitáselmélet törvényei . Ezek azonban a kvantumtérelmélet pontosabb egyenleteinek közelítései .
Ebben az esetben az általánosítás csak a kísérleti ténynek a jelenségek szélesebb körére való kiterjesztésében fejeződik ki. Az alapelv konkrét megfogalmazása csak egy tapasztalati nyilatkozatot tartalmaz megfelelő matematikai formában.
Vavilov S. I. Sobr. cit., III. köt. - Szovjetunió Tudományos Akadémia, 1956. - p. 156Az elvek fizikája elpusztíthatatlan: az elvek általánosíthatók, némileg változtathatók, kiegészíthetők, de nem tudnak teljesen összeomlani, hiszen a közvetlen tapasztalat kifejezései.
Vavilov S. I. Sobr. cit., III. köt. - Szovjetunió Tudományos Akadémia, 1956. - p. 385