Реферат: Эвристические функции законов сохранения - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Эвристические функции законов сохранения

Банк рефератов / Философия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 61 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

28 М И Н И С Т Е Р С Т В О ОБЩЕГО И П ?РОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБ РАЗ ОВАНИЯ РОССИЙ ?СКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ЕЛЕЦКИЙ Г ОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДА ГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ КАФЕДРА ФИЛОСОФИИ И ПОЛИТОЛОГИ И РЕФЕРАТ ПО ФИЛОСОФИИ НА ТЕ МУ : " Эвристическ ?ие функции законов сохранен ?ия " Выполнил : аспирант кафедры физики Устюжанин Роман Юрь евич Елец , 1997 г. СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА I. ПОНЯТИЕ ЗАКОНА. ГЛАВА II. ПОНЯТИЕ СИММЕТРИИ И ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ. § 1.Принц ип симметрии и его роль в познании. § 2.Законы сохранения в микромире. § 3. Специфические законы сохранения в теории элементарных частиц. ЗАКЛЮЧЕНИ Е. ЛИТЕРАТУРА Среди физико в вера в законы сохранения была так сильна, как если бы они предста влялись очевидными . Е.Вигнер . ВВ ЕДЕНИЕ О чем данная работа ? Казалось , бы ответить на этот вопрос нетрудно . Название ее говорит о том , что речь пойдет о законах со хранении . Но мало сказать - законы сохранения , ведь этот закон распространяется на весь диапазон физических явлений , от микрочастиц д о макротел . Законы сохранения занимают среди всех законов природы особое место . Общность и универсальность законов сохранения определяют их большое научное , методологическое и филосо фское значение . Они являются основой важнейши х расчетов физике и ее технич еских приложениях , позволяют в ряде случаев предс казывать эффекты и явления при исследовании разнообразных физико-химических систем и про цессов . С законами сохранения связано введени е в современную физику идей , имеющих принц ипиальное значение . Законы сохр анения служат пробным камнем любой общей физической теории . Непроти воречивость теории этим законам служит убедит ельный аргументом в ее пользу и является важнейшим критерием ее истинности . Поэтому в современных физических теориях далеко не последнюю роль и г рает идея с охранения специфических для данной теории вел ичин , причем зачастую поиски таких величин являются важнейшей целью теории . В законах сохранения находят свое ото бражение важнейший диалектико-материалистический прин цип неуничтожимости материи и дви жения , взаимосвязь между различными формами движущейс я материи и специфика превращения одной ф ормы движения в другую . Научное и методологическое значение закон ов сохранения в достаточно полной мере вы является на фоне исторического развития общей идеи сохр анения . Открытие и обобщение законов сохранения происходило вместе с развитием всей физики , от первых робких до гадок античных натурфилософов через классическую механику и электродинамику до теории отн осительности , квантовой механики и физики эле ментарных ч астиц . Но остановимся на чуть-чуть . Более 10 раз было употреблено слово "закон ". Так что же вообще это такое - закон ? И что мы понимаем под законом сохранения ? В данной работе я и попытаюсь отв етить на заданные вопросы . А поскольку зак он сохранения охват ывает практически все области науки , то предметом внимания буде т служить лишь закон сохранения симметрии и закон сохранения в физике микромира . ГЛАВА I. ПОНЯТИЕ ЗАКОНА . В философск ом энцикл опедическом словаре читаем "Зако н - внутренняя существенная и устойчивая связь явлений , обусловливающая их упорядоченное из менение . На основе знания закона возможно достоверное предвидение течения процесса . Понятие закона близко к понятию закономерности, которая представляет собой совокупно сть взаимосвязанных по содержанию законов , об еспечивающих устойчивую тенденцию или направленн ость в изменениях системы . Вместе с тем закон выражает одну из сторон сущности , познание которой в теории совпадает с пе реходо м от эмпирических фактов к формулировке законов изучаемых процессов " [ 5 ]. Понятие закона сформулировалось в результ ате длительного развития науки и философской мысли . Из каких же источников почерпнуто это понятие ? Одним из таких источников является социальн о-историческая практика че ловечества . В древнем обществе , в условиях первобытного родового строя закон выступает прежде всего как неописанное , но тем не менее обязательное правило , которому должно подчиняться поведение людей . При этом формирование понятия закон а связано с двумя формами общественного с ознания , характерными для первобытного общества - мифологией и религией . Одним из центральных элементов античной мифологии было представление о господствующе й в мире всеобщей необходимости , судьбе . С удьба слу чаев как некая абстрактная с ила , объективная необходимость . Так зарождается одно из важнейших понятий античного мирово ззрения - понятие необходимости , которое в посл едующем явилось предпосылкой идеи закономерности в природе . В неразрывной связи с мифологи ей в первобытном обществе возникает также и религия , с помощью которой люди пытаются осмыслить свое собственное существование . Как и мифология , религия представляет собой фантастическое отражение в человеческом сознании земного , материального мира , в кото ром господствующие над человеком в ег о повседневной жизни внешние силы принимают форму неземных , сверхъестественных . В религио зном мировоззрении понятие закона получило ис каженное толкование . Закон с религиозной точк и зрения - это предписание божества , т. е . нечто навязанное миру сверхъестественной силой . Именно на основе религиозного созн ания возникло представление , что бог-де создал все вещи , а затем подчинил их своей воле в форме законов природы , после чег о их поведение стало определяться божественны м со и зволением . Религиозное понятие о законе нашло подробное выражение в т ак называемых священных книгах - Библии , Коране , Ведах и др . Первые попытки сформировать представление о закономерном характере мировых процессов , свободном от религиозных и мифологическ их подходов , были предприняты философами древнего мира . Наряду с общественно-политичес кой практикой , из которой была заимствована идея закона , важный источником понятия зако на природы для мыслителей того времени яв лялся сам объективный материальный мир , о к ружающая человека природа . Представл ение о гармоничности Вселенной , о повторяемос ти , инвариантности протекающих в ней процессо в было почерпнуто ими из непосредственного наблюдения за явлениями действительности . Это нашло свое выражение в ряде умозрительны х философских систем , созданных древ ними мыслителями , в особенности в системах античных философов - Гераклита , Демокрита , Эпикур а , Платона , Аристотеля и многих других . Ест ественно , однако , что эта попытка была еще весьма несовершенной . Ведь естествознание в то время только зарождалось и представляло собой ряд несистематизированных отрывочных сведений о природе . Только в Новое Время понятие закона природы начинает все более глубоко разра батываться философами и учеными . Это стало возможным благодаря тому , ч то развитие математики , астрономии , механики продвинулось достаточно далеко , в результате чего было открыто много немаловажных законов материал ьного мира. Но надо заметить , что законы природы для мыслителей этого времени : а именно XVII и XVIII в . Сводили сь к законам механики , законам механич еского движения , которые она рассматривали ка к всеобщие универсальные законы природы . Поня тия научного закона в то время еще не было . Законы природы рассматривались как вечные , постоянные и неизменные. Значительный шаг в дальнейшей разра ботке понятия закона был сделан классиками немецкой философии конца XVIII - начала XIX вв . И.Кантом и Г.Гегелем . В это время естественные на уки из описательных начинают превращаться в науки об отношениях , связях между элемент ами структ уры , о законах функционирования и развития объектов . В научный обиход проникает идея развития природы , а Гегель придает истолкованию понятию закона диалектиче ский характер. Здесь можно еще долго говорить о понятии закона : рассмотреть типы законов , прин ципы создания , методы конструирования ; охара ктеризовать их (законов ) простоту и изящество , сказать о различных моделях законов . Ост ановлюсь лишь кратко на понятии гипотезы и ее роли в познании законов , ведь ее выдвижение , апробация - это один из важней ших мет о дов открытия законов. Гипотеза - это догадка , предположение . И когда ищут какую-то новую , пока еще неиз вестную но , возможно , существующую закономерность , высказывается определенное предположение . Это предположение может оказаться верным или ж е - полностью или частично - неверным , ложн ым . Единственным судьей , который выносить этот "вердикт ", является опыт , практика. "Вообще говоря , - пишет Р.Фейнман в кн иге "Характер физических законов ", - поиск новог о закона ведется следующим образом . Прежде всего о нем дог адываются . Затем выч исляют следствия этой догадки и выясняют , что повлечет за собой это закон , если окажется , что он справедлив . Затем результаты расчетов сравниваются с тем , что наблюдае тся в природе , с результатами экспериментов или с нашим опытом и вы я сня ют , так это или не так . Если расчеты расходятся с экспериментальными данными , то гипотеза неправильна . В этом простом утверж дении - самое зерно науки ..." Действительно , гипотеза , интуитивное научное предположение , является неизменным спутником уч еного в его творческой работе . Она п редставляет собой способ открытия нового , мет од развития науки . Научные законы и теории открываются и формулируются в результате интеллектуальной деятельности , существенным компон ентом которой является выдвижение гипотез . Б ез гипотезы не может быть тв орчества , а без творчества нет подлинной н ауки . Например , именно переработка множества ги потез феномена явления b -распада , о котором будет говорить ниже , и позволила установить существование новой частицы - нейтрино . Как и на к аких основаниях совершалось данное открыт ие - этому и посвящена следующая глава. Но для начала обратимся к физическому энциклопедическому словарю . Вот что там г оворится о законах сохранения. Законы сох ранения - физические , зако н о м ер н ости , соглас н о ко торым численн ые зн аче н ия некоторых фи зических вели чи н н е и зм е н яются со временем в любых процессах или в классе процессов . ГЛАВА II . ПОНЯТИЕ СИММЕТРИИ И ЗАКОНЫ С ОХРАНЕНИЯ. § 1. Принци п симметрии и его роль в познании. Рассмотрение философских аспектов физиче ского знания неоднократно приводило нас к необходимости оп ерировать понятиями симметрии и асимметрии . Ч то же такое симметрия и асимметрия ? В чем сущность их методологического значения ? На протяжен ии тысячелетий в ходе общественной практики и познания законов объективной действительно сти человечество накопило многочисленные данные , свидетельствующие о наличии в окружающем мире двух тенденций : с одной сторон ы , к строгой упорядоченности , гармонии , а с другой - к их нарушению . Люди давно об ратили внимание на правильность формы кристал лов , цветов , пчелиных сот и других естеств енных объектов и воспроизводили эту пропорцио нальность в произведе ниях искусства , в с о здаваемых ими предметах , ввели по нятие симметрия . "Симметрия , - пишет известный у ченый Дж . Ньюмен , - устанавливает забавное н удивительное родство между пре дметами , явлениями и теориями , внеш не , казалос ь бы , ничем не связанными : земным магне тиз мом , женс кой вуалью , поляризованным светом , ес тественным отбором , теорией групп , инвариа нтами и пре образованиями , рабочими привычками пчел в улье . строением пространства , рисунка ми ваз , квантовой физикой , скарабеями , лепестка ми цветов , интерференци онной картино й рентгеновских лучей , делением клеток морских ежей , равновесными конфигурациями кристал лов , р оманскими соборами , снежинками , музыкой , тео рией относительности ...» . Слово "симме трия " имеет два значения . В одном смысле симметричное означает нечто весьма про порцио нальное , сбалансированное ; симметрия показывает тот способ согласования многих частей , с помощью которого они объединяются в цело е . Второй смы сл этого слова - равновесие . Еще Аристо тель говорил о симметрии как о таком состоя нии , которое характери зуется соотношением крайностей . Пристальное внимание уделяли симметрии Пифагор и его ученики . Основное по ложение пифагорейской философии , согласно Аристот елю , состоит в том , "что число есть сущн ость всех вещей и органи зация вселенной в ее определе ниях п р едставляет собою вообще гармоническую систему чисел и их отношений ". Исходя из учения о числе пифагорейцы дали первую математи ческую трактовку гармонии , симметрии , кото рая не потеряла своего значения и в наши дни. Взгляды Пиф агора и его школы получили д альнейшее развитие в платоновском учении о познани и . Особый интерес представляют взгляды Платон а на строение мира , который , по его утв ерждению , состоит из правильных многоугольников , обладающих идеальной симметрией . Для Платона характерно соед инение учения об идеях с пифагорейским учением о числе. Среди боле е поздних естествоиспытателей и филосо фов , за нимавшихся разработкой категории симметрии , следу ет назвать Р . Декарта и Г . Спенсера . Р . Декарт писал : "Каково бы ни было то неравенство и беспорядок , котор ое , как мы можем предположить , были с сам ого начала установл ены богом между частицами материи , поч ти все эти частицы должны п о законам природы приблизиться к средней ве личине и среднему движению " . Таким образом , по Де карту , бог , создав асимметри чные тела, придал им «есте ственное» кру говое движение , в результате которого они совершенствовались в тела симметричные. Характерно , что к наиболее интересным результатам наука приходила именно тогда , когда устанавливала факты нарушения симметрии . Следствия , вытека ющие из принципа симметрии , интенсивно разраба тывались физикам в прошлом веке и привели к ряду важных р езу льта т ов . Такими следствиями законов симметрии явля ются прежде всего законы сохранения классичес кой физики . Понятия сим метрии и асимметрии , которыми пользу ются в частных науках , далеко не полно отраж ают существующую в реальном мире симметрию и асимме трию ; они развиваются и обогащаются . Как показыва ет история науки , это понятия , с помощью которых можно объяснить многие явления и предсказывать существ ова ние новых , еще не познанных свойств природы . Так что же такое симметрия и асимметрия ? В настоящее время в естествознании преобладают определен ия категорий симметрии и асимметрии на осно вании перечис ления определенных признаков . Например , симметрия опр еделяется как совокупность свойств : порядка , однородности , соразмерности , гармоничности . Под асимметрией же обычно понимают отсут ствие признаков симметрии - беспоря док , несоразмер ность , неоднородность и т . д . Все призна ки симметрии в такого рода ее опре делениях , естественн о , рассматриваются равнопра в ными , одинаково существен ными , и в отдельных кон к ре т ных случаях , при установле нии симметрии како г о- то я вле ния , можно пользоваться любым из них . Так , в о дних случаях симметрия - это од нородность , в других - соразмерность и т.д . По мере развития нашег о познания к определению симметрии можно прибавлять все новые и новые признаки . То же самое можно сказать и о существую щих в част ных науках определениях асимметрии . Общие понят ия симметрии и асимметрии должны быть такими , чтобы под них подошли все извес тные и даже неизвестные н настоящее время виды симметрии и асим метрии . Непосредственно й логической основой для определе ния понятий симметрии и асимметрии , по мнению В.С.Готта , является д и алектик а т о ждест в а и различ ия . А в диалек тике , как мы уже знаем , тождество и различие рассма триваются лишь в определенных отношениях , во взаимо действии , во включении различия в тождество , а тожд е ства в различие . Диалектическое понимание тождества предполагает обязательное признание следующего : тождество не суще ствует вне различия и противоположности , тожд ество возникает и исчезает , тождество существ ует только в оп ределенных о тно ш ения х и возникае т при определенных условиях ; наиболее полным выражением тождества яв ляется п олное превра щение противоположностей друг в друга . Отсюда с ледует , что в процесса познания явлений ми ра нельзя ограничиваться только установлением тождества между ними , но необходимо раскрыв ать , как возникает это тождество , при каки х условиях и в каких о тношениях о но существует . На основе этой характеристики диалек тики тождества и различия нами В.С. Готтом предложены следующие определения симметри и и асимметрии : Симметрия - это ка тегория , обозначающая процесс су ществования и становления тожде ственных мо ментов , в определенных условия х и в определенных отношениях между разли чными и противоположными состояниями явлений мира . Из данного определения понятия симметрии возника ют такие методологические требования : при изучении явления , события , состояния дв ижу щейся материи пре жде всего необходимо установить свойственные им раз личия и п ротивоположности , затем уже раскрыть , что в нем есть тождественного и при каких ус ловиях и в каких отношениях это тождестве нное возникает , существует и исчезает . Отсюда следуют и некоторые общие правила для формулирования наших гипотез (это пра вило часто относят к научной интуиции ). Ес ли установлено суще ствование какого-то явления , состояния или каких-то их сво й ств и параметров , то необходимо предполагать и су ществование против оположных явлений , противоп оложных свойств и параметров ; в свою очер едь , необходимо далее постулировать , что между противоположными условиями в каких-то отноше ниях и условиях возникают и существуют то ждественные моменты . В этих двух пра вилах и выражает с я в общем виде п рименение понятия симметрии в конкретных иссл едованиях . Асимметрией называется категория , которая о бозна чает существование и становление в опре деленных усло виях и отношениях различий и противоположносте й вну три единства , тождества , цель ности явлений мира . Во всех реальных явлениях симметрия и асимметрия соче таются друг с другом . Прежде чем искать симметрию , нужно найти асимметрию . Верным бу дет и обратное. § 2.Законы сохранения в микромире. Если мех анизм возникнове ния альфа - и гамма-излучения без особых тр удностей был объяснен квантовой механикой , то испускание b -частиц (электроно в ) оказалось од ной из труднейших для понимания проблем я дерн ой физики . Действительно , при a - распаде ядро атома испускает a - частицу , представляющую собой ядро гелия , состоящее из двух пр отонов и двух нейтронов . Таким образом , при a -распаде не образуется новых частиц , поскольку и протоны и ней троны уже имелись в ядре . Был понят и процесс g - излучен ия , при кот ором и з ядра вылетала новая (не б ывшая , ранее в нем ) частица - g - квант (фотон ). Он был связан с тем , что путем g - радиоактивности ядро атома осво бождалось от избыточной энергии аналогично тому , как р ождался фотон в атоме при переходе электр она с верхней орб иты на нижнюю . Как a -, так и g -радиоак тивность протекала в полном соот в етст в ии с законом сохранения энергии , импульса и момента количества движения . Что же касается b - ра спада, то это явление оказалось значительно более сложным и поставило перед учен ыми ря д про блем . Прежде всего потому , что при этом виде радиоактивности из ядра вылетает ране е не н аходившаяся там b -частица - электрон . Когда к этому явлен ию были применены законы сохранения , то вы я вилась совершен но необычная ситуация : э н ер гия , импульс и момент количества движения началь ного ядра не были равны , импульсу и моменту количест ва движения продуктов распада вновь образовав шегося ядра и испущенного элек трона . Баланс указанных величин не тол ько почти никогда не сходился , но и ка ждый раз давал различную в е личи ну . Ядро одного и того же радиоактивного изотопа испускае т электроны р азличной энергии , начиная от не котор о й максимальной до нулевой . При этом оказы вает ся , что образующееся коне чное ядро имеет всегда одну и ту же энергию . Начальное же ядро , пре в ра щая сь в результате радиоактивног о распада в новое ядро , теряет одну и ту же энергию , в точности равную ма ксимально возможной энергии и спущенного элек трона . Возник , естественно , вопрос : куда дева ется эн е р ги я в тех случаях , когда энергия электрона меньше мак симальной ? Это бы л отнюдь не единственный сюрприз , препод несенный физикам b - радиоактивностью . Когда под считали импульс исходного ядра и его момент коли чество движения и сравнили с импульсом и моментом количества движения вновь образовавшегося ядра и эле ктрона, то оказал ось , что и здесь баланс не с ходит ся. Таким образом , в процессе b -распада как бу дто нарушались все три классических зако на сохр анени я , между тем как во всех других изве с тных яв ле ниях микромира они неукос нительно соблюдались . Для объясн ения загадки b -распада было предложено много гипотез , имеющих в настоящее время лишь , исторический интерес . В 1922 г . Л . М ейтнер пре дложила , что b -электроны растра чивают часть своей энергии внутри атома , к огда пролетают через его электронную оболочку . Эта гипотеза подверглась строгой опытной проверке в 1927 г . Эллисом и Вуст ером . Опыт этих учены х состоял в следующем : радиоактивный пре парат R аЕ в толстостенной св инцовой оболочке помещался в медный калоримет р . Количество энергии , выделенной препаратом з а определенный промежуток времени , точно изме рялось . Согласно гипотезе Мейтнер следова ло ожидать , что средняя энергия , приходящаяся на один акт распада , должна была бы равняться максимальной энергии в b -спектре . В действительнос ти же эта энергия оказалась равной средне й энергии , составляющей около одной трети от величины граничной энергии b -частиц . Еще более тща тельные опыты , осуществленные в 1930 г . самой Мейтнер совместно с Ортманом , подтвердили рез ультат Эллиса и Вустера . Таким образом , вн овь было установлено , что часть энергии яд ерного превращения бесследно исчезает . Единственным выход ом из положения представлялось до пущение о том , что в процессе b -распада закон сохр анения энергии нарушается . Именно такой выход и предложил Бор в 1930 г . Гипотеза Бора , как и рассмотренная выше , заключалась в предположении , что закон сохранения энергии на рушается в элементарных актах b -распада , но выпо лняется статистически для доста точно большого числа таких актов . Во имя решения одной проблемы Бор предлагал сто ль большую жертву , что если бы она оправдалась , то это означало бы по с уществу крушение не только ф изики , но и всего естествознания в целом . Ибо с момента признания закона сохранен ия и превращения энергии как основы физич еского естествознания науке не был известен ни один факт , который противоречил бы этому закону . После и с следований Комптона и других физиков не было сомн ений в выполнении этого закона и в об ласти микромира . Гипоте з а Бора о статистическом выполнении закона сохранения энергии в b -распаде б ы ла опровергнута в 1933 г . опытами Эллиса и Мотта. Сразу же после поя вления она встретила дружные возражения физиков . Уж слишком велика был а жертва . Один из основоположников современно й теории b -ра спада швейцарский физик В . Паули писал по этому исподу : "На мой взгляд , эта гипо теза не только неудовлетворительна , но даже н едопустима . Прежде всего , в этих пр оцессах электри ческий заряд сохраняется , а я не вижу оснований считать сохранение зар яда более фундаментальным , чем сохранение анергии и импуль са ". В 1 9 31 г . на физической конференции в Паса дене Паули доложил ученым о св оей интер претации b -распад а : "Законы сохранения выполняются , так как испускание b - частиц сопровождается проникающей радиа цией из нейтральных частиц ... Сумма энергий b - частицы и нейт ральной частицы ..., испущенных ядром в отдельном акте , рав на энергии , соотв етствующей верхней грани це b - спектра . Само собой разумеется , что мы допускаем во всех элементарных процессах не только сохранение энергии , но и сохр анение импульса и момента количества д в и жени я " . Поскольку в результате b -распада заряд ядра изменяется на единицу , предполагаемая ч астица должна быть электрически нейтральной . Такой частицей мог бы быть и фотон , но эту возможность отрицал оп ыт Эллиса и Вустера . Масса ядра при b -распад е пр актически не изменяется , и поэтому частица до л ж на была обладать ничтожно малой массой . Таким об разом , постулированная Паули частица по споим свойствам отличалась от известных в то время частиц . По зже она была названа нейтрино . Введение этой гипоте тической частицы объясняло парадоксы b -распада . Указанны е свойства нейтрино привод или к тому , что оно со вершенно свободно проходило сквозь стенки при боров , не испытывая электромагнитных взаи модействий , и поэто му уносимая им э нергия не мог ла быть , естественно , учтена . Гипотеза нейтрино позволила также отстоять и за кон сохранения момен та количества движения в ядре . Труд ности с этим законом возникли в 1932 г ., когда В. Гейзенбергом и Л . Ива н енко была предложена нейтронно-протонная схема строения атомов яд ра . Согласно этой схеме электронов , в ядре быть не долж но , они рождаются в процессе b -р аспада . Теория ядра пр иводила к заключению , что спин исходного я дра в единицах h /2 p должен выражаться целым число м . Между тем спин электрона раве н половине , а ор битальный момент количества движения эле ктронов мог быть только целым числом h /2 p . Поэтому пол уч алось , что в ре зультате b -распад а целый спин ядра должен был бы перех одить в полуцелый и наоборот . Это означало нарушение зак она сохранения момента количест в а движения . Эта трудность сейчас устра нялась , если нейтрино приписать полуцелый спин (1/2). Так им образом , согласно гипотезе П аули нейтрино я вилось той частицей , которая компенсировала как недос тающую энергию , так и спин . В дальнейшем б ыл уточнен и закон сохранения импульса на основе допуще ния , что импульс ядра отдачи должен быть равен по величине и направлен прот ивоположно суммарному импульсу электрона и н ейтрино . В одном из своих более поздних выступлений Пау ли под черкнул , что он вс егда был против того , чтобы реш ать какие бы то ни было трудности в физических пробл емах путем отказа от закона сохра нения энергии : "Во-перв ых , я считаю , что аналогия между законами сохранения энергии и сохранения электрическо го заряда имеет глубокое значение и может являться наде жной руководящей нитью . Вряд ли можно , отк азав шись от закона сохранения энергии , сохранить закон сохранения электрического заряда , а этот последний закон никогда еще не приводил н и к каким затруднениям . Поэтому я с самого начала от казывался верить в нарушение сохранения энерг ии ". Гипотеза Па ули о нейтрино была изложена впер вые в печати с его р азрешения двумя участниками семин ара Карлсоном и Оппе нгей м е ром в 1932г. , а год спустя ав тор ее , выступая на седьмом Сольвеевском конгрессе , посвященном теме "Строение и с войства атомных ядер " , об стоятельно доложил участникам конгресса о тех предпосылках , к оторые привели его к столь необычной гипотезе ). В 1934 г . итальянски й физик Э . Ферми на основе ги потезы о нейтрино и протонно-нейтронной схемы строения атом ного ядра создал теорию b -распада , которая успешно объясн ила все основные черты этого процесса . В п оследующие годы много усилий было затрач е но на экспериментальн ое доказательство сущ ест в о в ания не йтрино . Сначала эти доказательства были получ ены косвенно , а в период 1953-1955 гг . путем постановки дово льно сложных эксперименто в американские физики Коуэн и Ройнее обна ружили нейтрино в свободном состоянии. Вот что говорит физическая энциклопедия о нейтрино. "Представлени е о нейтрино введено в 1930 швейцарским ф изиком В . Паули с целью объ яснить непрерывный э нерг е тич еский спектр э л ектронов при b - распаде : общие принципы квантовой механики и закон сохранения энергии тр ебо в али , чтобы э л ектро ны имели определенную э н е ргию , равную энергии , выделяемой при b - распаде . Согласно гипоте зе Паули , в b - распаде вместе с электроном рождается новая нейтральная силь но проникающая и , следователь - но, трудно обнаружима я ч асти ца с массой <0. 01 массы протона . Р аспределение дискретной порции энергии между нейтрино и электроном и приводит к наруше нию мо ноэ нерг е тичност и спектра эл ектронов . Для то г о чтобы соблюдался и закон сохра нения мо мента кол- ва движения , новой частице приписали полуце л ый спин . ... В 1932 Ферми предложил называ ть нов ую ч астицу " нейтрино " (уменьшительное от нейтрон ) [4] . Решение пр облемы b -распада окончательно убедило физиков в том , что классические законы с охра н ени я энерг ии , импульса и момента количества движения выполняются столь же неукоснительно в микр омире , как и в макромире . Что касается других двух законов сохранения - массы и э лектрического заряда , то их выполнение в м икромире не вызывало сомнений начиная с 1919 г ., когда Резерфорд произвел первое искусственное рас щепление атомного ядра азота , бомбардируя его a -частицами . § 3.Специфические законы сохранения в теории э лементарных частиц. Квантовая м ех аника вскрыла специфические закономерности движения и превращения так называемых эл ементарных частиц . Эти закономерности не свод ятся с закономерностям классической механики , и поэтому естественно ожидать , что в микр омире наряду с классическими законами с охранения должны действовать свои законы сохранения . Открытие этих законов связано с развитием наших знаний о свойствах э лементарных частиц. Известные в настоящее время элементарные частицы можно объединить в группы , раздел ение на которые определяется не только различием в массах , но и рядом других существенных свойств (например , спином ): фотон , лептоны (в группу лептонов входят два вида нейтрино и антинейтрино , электрон , пози трон ), мезоны , барионы. В 1952 г . группа физиков под руководством Э . Ферми обнар ужила первую частицу из открытой большой группы частиц с оч ень малым временем жизни , так называемых резонансов. Эти образования возникают при сильном взаимодейств ии элементарных частиц . По мнению известного американского теоретика М . Гелл-Мана , общее чис ло резонансов должно достигать неск ольких тысяч . Вновь возник вопрос об "элем ентарности " частиц. Было выдвинуто несколько гипотез , смысл которых состоит в том , что все многообр азие частиц сводится к нескольким фундаментал ьным частицам . Наибольшее распрост ранение получила гипотеза Гелл-Манна и Цвейга. Согласно этой гипотезе все барионы и мезоны рассматриваются как частицы , состоящи е из комбинации трех фундаментальных частиц (и их античастиц ), которые Гелл-Манн назвал кварками. На основе гипотезы кварков уж е удалось разрешить некоторые трудности теории элементарных частиц . Но попытки экспериментальн ого обнаружения кварков пока еще не увенч ались успехом. В связи с попытками объяснить , почему одни превращения элементарных частиц возможн ы : а другие нет , было т акже обобщен о и понятие электрического заряда . Вигнер ввел понятие о барионном числе как кванто вом числе , равном +1 для нуклонов , -1 для антин уклонов и 0 для p - мезонов . Физическая природа сохранения барионного числа в наст оящее время не выяснена , поскольк у неи звестны те свойства симметрии , которые обусло вливают действие этого закона. Для легких частиц (лептонов ) введено а налогичное понятие лептонного числа , закон со хранения которого выполняется только в слабых взаимодействиях . Также имеют место и зако ны с охранения изотопического спина и закон сохранения "странности ". Можно с полным правом утверждать , что на современном уровне развития схема "при нцип симметрии - инвариантность - закон сохранения " превратилась в руководящий принцип и явл яется наиболее полным выражением идеи с охранения . Современный физик , исследуя явления в мире элементарных частиц , считает свою работу завершенной , если он может сформулир овать закономерности экспериментального материала в краткой форме законов сохранения ". В заключение надо сказать , что п ринципы симметрии в микромире являются более сложными и глубокими : чем в макромире . Однако , тот факт , что в микромире выполн яются все классические законы сохранения , по-в идимому , указывает на то , что свойства сим метрии пространства-времени в масштабах микромира принципиально не должны отличаться от их свойств в макромире . Важно отметить и следующее обстоятельство . Теоретической основой вывода законов сохран ения классической физики являлись законы Ньто на . Сохраняющиеся величины фигурируют зде сь в качестве основных характеристик движущег ося тела или системы . Вывод этих законов из принципов симметрии - логическое завершени е длительной эволюции физики на протяжении столетий . Важнейшим уроком этой эволюции яв ился более глубокий подход к законам с о хранения , полностью оправдавший себя в физике микромира. Оказал ось , что законы сохранения можно получать непосредственно из принципов симметрии , минуя законы движения . ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В обзоре законов сох ра нения , дейст в ующ и х в физике микромира , мы н е имели возможности коснуться всех вопросов теории элементарных частиц . Это и не входило в нашу задачу . По этому поводу только за последние годы появился ряд превос ходных об зоров и монографий , написанных выдаю щимися уч еными , как отечественными , так и зарубежными . Мы ограничимся лишь несколькими заключительными замечаниями относительно специфических законов сохранения в м ик ромире . Закон сохра нения и превращения энергии , закон сохранения импульса , закон сохран ения момента к оличества движения и закон сохранения электр ического заряда , так же как и закон со хранения массы , можно считать законами сохран е ния , имеющими силу как в области макроми ра , так и в области микромира . Это - законы сохранения , имеющие максимал ьную степень общности . В месте с тем открытие Ли и Янга впервые показало , чт о наряду с общими законами сохранения су ществуют и за коны сохранения с ограниченной с ферой действия . Это - з аконы сохранения четности , изотопического спина и странности , которые в ыполняются не при всех видах взаимодействий . Открытие нар ушений законов сохранения в некоторых явления х микромира ставит по-иному вопрос об абсо лютизации этих законов . Абсолютными оказываются не законы сохранения , а сама идея сохра нения . Именно с таких п озиций и подходит к этому вопросу Н.Ф.Овчи нников : "Абсолютность принципов сохранения закл ю чается не в том , что тот или иной принцип сохра нения не вызывает сомнения в его общности и является абс олютно строгим на вечные времена , но в том , что любой общий пр инц ип сохранения при его возможном нарушении в какой-либо области природы сменяется друг им принципом , действующим в этой области . Можно сказать , что абсолютен не тот или иной конкретный закон сохранения , а абсолют на идея сохранения : ни одна область прир о ды не может не содержать уст ойчивых , сохраняющихся вещей , свойств или отно шений , и соответственно ни одна физическая т еория не может быть п остроена без тех и ли иных сох раняющихся величин . Уверенность в абсолютности принципов сохранения ведет нас к признан ию необходимости строгой проверки всех известных законов , к возможно сти и даже неизбежности сомнения в их общности , если это будет диктоваться новыми неожиданными фактами разви вающейся науки . Та кого рода сомнение , если оно оп равдывается , может лишь пос л ужить началом р азвития новых направлений , новых физических теорий " . Если класси ческая физика знала только пять законов со х ра нения, то физика микромира на считывает их более десяти . Это обилие зако нов с охранения в современной физике связано , с одной сторон ы , с тем , что закон сохранения является наибол ее общим выражением большого количества экспе риментальных фактов , а их в настоящее врем я только в области фи зики э лемент арных частиц имеется м ножество . С другой стороны , можно думать , что обилие законов сохра нения связано с несовер шенством наших знаний относительно процессов на эл ем ентарном уровне материи . В будущем , вероятно , окажется , ч т о многие законы сохранения взаимосвязаны и я вляются следствием нек оей еще более общей симметрии пространства и времени . Одн ако сейчас они выс тупают как неза висимые , и их изучение является основным направ лением сов ременных научных исследований . Принципиально важной я в ляется с вязь законов сохранения микромира с принципами симметрии . То обстоятельство , что при этом некотор ы е з аконы со хране н ия ок азываются пр иближенными , связан о , видимо , с неполнотой наших знаний свойс тв симметрии на субм и кроскоп и ческом уровне . Связь законов сохранения со свойствам и симметрии была открыта на всех структур ных уровнях материи , начиная с макротел и кончая э лементарными частицами . В микромире симметрия оказа л ась вездесущей . На атомном у ровне симметрия проявляет себя в определенной структ уре энер гетических уровней атомов , в частности атома водорода ; в ядерной физике - в виде з арядо вой инвариантности ; на уровне элементарных частиц - в виде ряда специфических законов сохранения . Связь зако нов сох ранения с принципами симметрии является насто лько фундаментальной , что ее можно считать наиболее полным выражением идеи сохранения как в макрофизике , так и в мик ромире . Другой важн ой особенностью законов сохранения особенно в философском п лане , является их тесная связь с принципом причинности . Именно законы сохранения образуют тот фундам ент , на котором зиж дется причинно-следственная связь законом ерностей природ ы . Они являются той в нутренне й цепью , кото рая обеспечивает логич ески закономерную связь между причиной и следствием . "Идея сохранения внутренне связана с идеей причинного характера процессов при роды . В своей глубокой основе эти две идеи представляют собой лишь стороны пр инципа самодвижения материи . В самом деле , если м атерия н е разры в н а с движением , то движение , как и мат ерия , неуничтожимо и несоздаваем о . Но н ера з рывность материи и движения , или , ина че , самодвижение материи означает в то же время , что причи на всех изменений лежит в самой материи , в ее внутренних законах ... Постоянство действия пр и чи н но- следственных связей обеспечивается непреходя щим характером законов сохранения " . Важно отмет ить и тот факт , что законы сохранения образуют тот фундамент , на котором основ ывается преемственность физических теорий . Действ ительно , рассматривая эволюцию важнейших физическ их концепций в области механики , электродинам ики , теории теплоты , современных физических те орий , мы убеждались в том , что в этих теориях неизме н но присутствуют л ибо одни и те же классические законы со х ранения (энергии , имп ульса и др .), либо наряду с ними появляются новые законы , образуя тот стержень , вокруг которо го и идет истолкование экспериментальных фак тов . "Общность законов сохранения в с т арых и новых теориях я вляется еще одно й формой внутренней взаимосвязи последних " . Здесь лишь кратко указано на некоторые аспекты связ и законов сохранения с общими философскими проблемами . Ис тория развития идеи сохранения показывает , чт о эта связь весьма тесная и глубокая . Неудивительно поэтому , что философы , особенно материалисты , начиная с Ф. Энгельса , проявили большой интерес к идее сохранения как объекту философского и методологического а н ализа . Особенно глубоки е и обстоятельные работы в этом направ лении стали появляться в последнее десятилетие , когда выявилась тесная связь законов сохранения с наиболее общими свойствами материи , пространства и вре мени , с принцип ами сим м етрии . Значительный вклад в ра з работку философ ской стороны законов сохранения и общей идеи сохране ния внесли советские философы . Здесь п режде всег о следует отметить Н.Ф.Овчинникова , в книге которого "Принципы сохранения " дан глубо кий всесторонний философский анализ идеи сох ранения и ее связи с принципами симметрии , а также работы А.Н,Вяльцева , Ю.В.Скачкова , В.С.Готта и других ученых. ЛИТЕРАТУРА 1.Гельфер Я .М . Законы сохранения . - М .: Наука , 1967. - 264 с. 2.Готт В.С . Удивительный неисч ерпаемый познаваемый мир . - М .: Знание , 1974. - 224 с . 3.Друянов Л.А . Законы природы и их познание . - М .: Просвещение , 1982.- 112 с ., ил. 4.Физический энциклопедический словарь / Гл.ре д . А.М.Прохоров , - М .: Сов . Энциклопедия , 1983. -928 с ., и л ., 2 л . цв . ил. 5.Философский словарь / Под ред . И. Т.Фрол ова . - 4-е изд . - М .: Политиздат , 1981. - 445 с .
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- СМИ сообщают, что США шпионили за Медведевым!
- Зачем?
- За Медведевым.
- Зачем?
- Не "за чем", а "за кем"! За Медведевым!
- Смысл?
- Они сами не могут понять...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по философии "Эвристические функции законов сохранения", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru