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
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!
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
Столетие Первой мировой войны Украина решила отметить масштабной реконструкцией события.
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 - 2017
Рейтинг@Mail.ru