Loi physique

Une loi physique , la loi scientifique , ou une loi de de la nature est une généralisation scientifique du basée sur les observations empiriques du du comportement physique. Les lois empiriques sont typiquement des conclusions basées sur les expériences scientifiques répétées du sur beaucoup d'années, et qui sont devenus admis universellement au sein de la communauté scientifique . La production d'une description récapitulative de nature sous forme de telles lois est un but fondamental de la science.

Les lois de la nature sont distinctes du loi civile religieuse de et , et ne devraient pas être confondues avec le concept de la loi normale . Ni devrait-elle « la loi physique » être confondue avec la « loi de la physique » - le terme « loi physique » couvre habituellement des lois en d'autres sciences (par exemple biologie) aussi bien.

Description

Plusieurs propriétés générales des lois physiques ont été identifiées (voir Davies (1992) et le Feynman (1965) comme remarquable, bien que chacune des caractérisations ne soit pas nécessairement originale à elles). Les lois physiques sont :
Vrai. Par définition, il n'y a jamais eu la contradiction qu'on peut répéter observations.< ! --concept préexistant en article-->
Universel. Ils semblent s'appliquer partout dans l'univers. (Davies, 1992:82)
Simple. Ils sont typiquement exprimés en termes d'équation mathématique simple. (Davies)
Absolu. Rien dans l'univers ne semble les affecter. (Davies, 1992:82)
Stable. Sans changement depuis d'abord découvert (bien qu'ils ont pu s'être avérés des approximations d'un laws&mdash plus précis ; voir le " ; Lois de comme " des approximations ; ci-dessous),
Omnipotent. Tout dans l'univers apparemment doit être conforme à elles (selon des observations). (Davies, 1992:83)
Généralement conservateur de la quantité. (Feynman, 1965:59)
Souvent expressions des homogénéités existantes (symétries ) de l'espace et du temps . (Feynman)
En général théoriquement réversible dans le temps (si quantum non- ), bien que le temps de lui-même soit irréversible. (Feynman) Souvent ceux qui comprennent les mathématiques et les concepts jaillissent assez de comprendre l'essence des lois physiques estiment également qu'elles possèdent une beauté intellectuelle inhérente . Beaucoup de scientifiques déclarent qu'ils emploient l'intuition comme guide dans des hypothèses se développantes, puisque les lois sont réflexion des symétries et il y a un raccordement entre la beauté et la symétrie . Cependant, ce n'a pas toujours été le cas ; Newton lui-même a justifié sa croyance dans l'asymétrie de l'univers parce que ses lois ont semblé l'impliquer.

Les lois physiques sont distinguées des théories scientifiques par leur simplicité. Les théories scientifiques sont généralement plus complexes que des lois ; elles ont beaucoup d'éléments, et sont pour être changées comme corps des données expérimentales disponibles et l'analyse se développe. C'est parce qu'une loi physique est une observation récapitulative des sujets strictement empiriques, tandis qu'une théorie est un modèle qui explique l'observation, l'explique, la rapporte à d'autres observations, et fait des prévisions testables basées sur elle. Simplement indiquée, alors qu'une loi note le que quelque chose se produit, une théorie explique le pourquoi et le comment quelque chose se produit.

Exemples

Article principal de : Liste de de lois en science . Le voient également : Lois scientifiques de baptisées du nom des personnes

Certaines des lois de la nature plus célèbres sont trouvées dans la théorie de de s d'Isaac Newton des 'théories de s (maintenant) de la mécanique classique , présente dans son Philosophiae Naturalis Principia Mathematica de , et les Albert Einstein 'de de la relativité . D'autres exemples des lois de la nature incluent la loi de Boyle des gaz, des lois de conservation les quatre lois de la thermodynamique , etc.

Lois comme définitions

Ces lois qui sont juste des définitions mathématiques (dire, loi fondamentale de mécanique de que - deuxième = de

de la loi de Newton de F \ frac {DP} {décollement}

), ou principe d'incertitude , ou moindre principe d'action , ou causalité - sont absolument corrects (simplement par définition). Ils sont extrêmement utiles - parce qu'ils ne peuvent pas être violés ni falsifiés.

Lois étant conséquences des symétries mathématiques

D'autres lois reflètent des symétries mathématiques trouvées en nature (dire, le principe d'exclusion de Pauli reflète l'identité des électrons, lois de conservation reflètent la homogénéité de l'espace , le temps , et la symétrie de rotation de l'espace-temps ). Des lois constamment sont vérifiées expérimentalement à un degré d'exactitude plus élevé et plus élevé. Le fait qu'elles jamais n'ont été vues repeatably a violé n'exclut pas les examiner à l'exactitude accrue, qui est l'un d'objectifs principaux de la science. Il est toujours possible que ils soient infirmés par évidence expérimentale qu'on peut répéter et contradictoire, devrait être vu. Cependant, les changements fondamentaux aux lois sont peu probables à l'extrème, puisque ceci impliquerait un changement aux faits expérimentaux qu'ils ont été dérivés d'en premier lieu.

Des lois bien établies ont été en effet infirmées dans quelques cas spéciaux, mais on peut dire que les nouvelles formulations créées pour expliquer les anomalies généralisent au moment, plutôt que le renversement, les originaux. C'est-à-dire, les lois infirmées se sont avérées seulement des approximations étroites (voir ci-dessous), auxquelles d'autres limites ou facteurs doivent être ajoutés pour couvrir des états précédemment inexpliqués, par exemple, très grands ou des échelles très petites de temps ou espace, énormes vitesses ou masses, etc. Ainsi, plutôt que la connaissance invariable, les lois physiques sont réellement meilleures vues comme série d'amélioration et de généralisations plus précises.

Lois comme approximations < ! -- Cette section est liée de la loi physique -->

Quelques lois sont seulement des rapprochements d'autres législations plus générales, et sont de bonnes approximations avec un domaine restreint d'applicabilité. Par exemple, la dynamique newtonienne (qui est basée sur des transformations galiléennes) est la limite à vitesse réduite de la relativité spéciale (puisque la transformation galiléenne est l'approximation à vitesse réduite à la transformation de Lorentz). De même, la loi newtonienne de l'attraction universelle est une approximation de la bas-masse de relativité générale, et la loi de coulomb est une approximation à l'électrodynamique de Quantum à de grandes distances (comparées à la gamme des interactions faibles). Dans ces cas-ci elle est commune pour employer les versions plus simples et approximatives des lois, au lieu des lois générales plus précises.

Origine des lois de la nature

Quelques lois extrêmement importantes sont simplement des définitions. Par exemple, la loi centrale du F de mécanique = DP de /décollement ( " de s deuxième de Newton de '; law" ; de la mécanique) est souvent traité comme définition mathématique de la force. Bien que le concept de la force antidate la loi de Newton, il n'y avait aucune définition mathématique de la force avant Newton. Le principe de de moindre action (ou le principe de d'action stationnaire ), l'équation de Schroedinger de , le principe d'incertitude de de Heisenberg , la causalité et quelques autres lois se rangent également dans cette catégorie (des définitions mathématiques).

La plupart des autres lois physiques fondamentales sont des conséquences mathématiques des diverses symétries mathématiques . Spécifiquement, le théorème de Noether de relie les lois de conservation fondamentales aux symétries. Par exemple, la conservation de l'énergie est une conséquence de la symétrie de décalage du temps (aucun moment de temps n'est différent de tout autre), alors que la conservation de l'élan est une conséquence de la symétrie (homogénéité) de l'espace (aucun endroit dans l'espace n'est spécial, ou différent que tout autre). L'indistinguishability de toutes les particules de chaque type de principe fondamental (dire, des électrons, ou des photons) résultats dans le Dirac et statistiques de Bose qui ont à leur tour en principe d'exclusion de de Pauli pour les fermions et comme conséquence la condensation de Bose-Einstein de pour les bosons la symétrie partielle entre le moment et les résultats du même rang de haches de l'espace dans les transformations de Lorentz de qui a alternativement comme conséquence la théorie de la relativité spéciale . La symétrie entre le à inertie et le de la gravité amassent des résultats de dans la relativité générale , et ainsi de suite.

Le quadratique qu'inverse des interactions a négocié par les bosons sans masse est la conséquence mathématique de la dimensionnalité 3 de l'espace .

Ainsi jusqu'au grand degré les lois de la nature ne sont pas des lois de nature intrinsèquement, mais des expressions mathématiques de certaines simplicités (symétries) de l'espace, temps, etc. en d'autres termes, là sont les quantités (dont par exemple l'origine des coordonnées pendant le temps et l'espace, l'identité d'un électron spécifique) rien ne dépend. Actuellement la recherche des lois les plus fondamentales et de la plupart des objets fondamentaux de nature est synonyme de recherche du groupe de symétrie mathématique le plus général qui peut être appliqué aux interactions fondamentales.

L'application de ces lois à nos besoins a eu comme conséquence l'efficacité spectaculaire de la science - sa puissance de résoudre des problèmes autrement insurmontables, et les prévisions de plus en plus précises faites. Ceci a à leur tour eu comme conséquence la conception et l'exécution de la variété de transport et de moyens de communication fiables, en établissant plus de qualité et d'abris accessibles, en créant la variété de drogues, en trouvant de nouvelles sources d'énergie, dans la variété se développante de divertissements, etc.

Histoire et influence religieuse

Comparé aux comptes pre-modern du de la causalité , les lois de la nature remplissent rôle joué par la causalité divine d'une part, et comptes tels que le théorie de de s de Platon 'des formes de l'autre.

Dans tous les comptes de la causalité, l'idée qu'il y a des régularités fondamentales en nature date aux temps préhistoriques du , puisque même l'identification des rapports de cause et l'effet est une identification implicite qu'il y a des lois de nature.

Progresser en identifiant le intrinsèquement lois, bien que, a été limité par la croyance dans l'animisme , et par l'attribution de beaucoup d'effets qui n'ont pas le causes&mdash aisément évident ; comme le météorologique, phenomena&mdash biologique astronomique de et ; aux actions des divers dieux , des êtres surnaturels des spiritueux de du de saint des fantômes que etc. essaye tôt de formuler des lois en termes matériels ont été faits par les philosophes antiques, y compris le Aristote , mais ont souffert des les deux du manque des définitions et du manque d'observations précises (expérimentation), et ont par conséquent eu de diverses idées fausses - telles que la prétention que les effets observés étaient dus aux propriétés intrinsèques des objets, par exemple " ; poids, " ; " ; légèreté, " ; " ; humidité, " ; etc. - qui étaient des résultats manquant des données expérimentales de soutien précises .

La formulation précise de ce qui sont aujourd'hui identifiées car les rapports corrects des lois de la nature n'ont pas commencé jusqu'au XVIIème siècle dans le l'Europe , avec le commencement de l'expérimentation précise et le développement de la forme avancée de mathématiques (voient la méthode scientifique ).

En dépit de la croyance répandue de configuration que les lois de la nature sont de façon ou d'autre " ; dieu-donné, " ; il n'y a aucune preuve scientifique de ceci, parce que pratiquement toutes les lois sont simplement des définitions, ou des rapports de l'indépendance de n'importe quoi sur certaines quantités comme le temps, l'espace, la phase, etc. - voir des lois et la symétrie ci-dessus.

Essentiellement, la science moderne vise la spéculation minimale au sujet de la métaphysique , et les lois de la nature sont le résultat. Ceci a comme conséquence l'efficacité spectaculaire de la science toutes les deux en expliquant comment des travaux d'univers et en rendant notre vie meilleure, plus longtemps et plus intéressante (par l'intermédiaire des abris efficaces de bâtiment, le transport, la communication et le divertissement aussi bien que l'aide pour alimenter la population, les maladies de traitement, etc.

Signification, et renommée des découvreurs

En raison de l'arrangement ils laissent considérer la nature de notre existence, et en raison de leur puissance mentionnée ci-dessus pour la résolution des problèmes et la prévision, les découvertes ou la définition (création) des nouvelles lois de la nature sont considérées parmi les plus grands accomplissements intellectuels de l'humanité. En raison de leur subtilité, leur découverte a typiquement exigé des puissances extraordinaires d'observation et de perspicacité, et leurs découvreurs sont typiquement considérés parmi le meilleur et le plus lumineux par d'autres dans leurs domaines, et, notamment lorsqu'il s'agit du Newton , Einstein , l'Emmy de Noether , dans la foule générale aussi bien.

D'autres champs

Quelques théorèmes mathématiques du et axiomes désigné sous le nom des lois parce qu'ils fournissent la base logique aux lois empiriques.

Les exemples d'autres phénomènes observés parfois décrits car les lois incluent le Titius-Présagent la loi des positions planétaires, la loi de Zipf de de la linguistique, la loi de Moore de de croissance technologique. Plusieurs de ces lois tombent dans le champ d'application de la science inconfortable . D'autres lois sont pragmatiques et d'observation, comme la loi de des conséquences fortuites . Par analogie, des principes dans d'autres domaines d'études désigné parfois lâchement sous le nom du " ; laws" ;. Ceux-ci incluent le rasoir d'Occam de comme principe de la philosophie et principe de Pareto de des sciences économiques .

Voir également

Philosophie de de la science
Méthode scientifique
Raisonnement inductif
Examen médical constant de

Random links: