Приглашаем посетить сайт
СОХРАНЕНИЯ ЗАКОНЫ
СОХРАНЕНИЯ ЗАКОНЫ - физ. закономерности, согласно к-рым численныезначения нек-рых физ. величин не изменяются со временем в любых процессахили в определ. классе процессов. Полное описание физ. системы возможнолишь в рамках динамич. законов, к-рые детально определяют изменение состояниясистемы с течением времени. Однако во мн. случаях динамич. закон для даннойсистемы неизвестен или слишком сложен. В такой ситуации С. з. позволяютсделать нек-рые заключения о характере поведения системы. Важнейшими С. <з., справедливыми для любых изолиров. систем, являются законы сохраненияэнергии, импульса, угл. момента, электрич. заряда. Кроме всеобщих существуютС. з., справедливые лишь для огранич. классов систем и явлений.
Большую роль С. з. играют в квантовой теории, в частности в теории элементарныхчастиц. С. з. определяют отбора правила, согласно к-рым реакциис частицами, к-рые привели бы к нарушению С. з., не могут осуществлятьсяв природе. В дополнение к перечисленным С. з., имеющимся и в физике макроскопич. <тел, в теории элементарных частиц возникло много специфич. С. з., позволяющихинтерпретировать наблюдаемые на опыте правила отбора. Таков, напр., законсохранения барионного числа, выполняющийся с очень высокой точностьюво всех видах фундам. взаимодействий. Существуют и приближённые С. з.,выполняющиеся в одних процессах и нарушающиеся в других. Такие С. з. имеютсмысл, если можно указать класс процессов, в к-рых они выполняются. Напр.,законы сохранения странности, изотопического спина, пространственной чётности строго выполняются в процессах, протекающих за счёт сильноговзаимодействия, но нарушаются в процессах слабого взаимодействия. Эл.-магн. взаимодействие нарушает закон сохранения изотопич. спина. <Т. о., исследования элементарных частиц вновь напомнили о необходимостипроверять существующие С. з. в каждой области явлений. Так, считавшийсяабсолютно строгим закон сохранения барионного числа на основании теоретич. <аргументов подвергается сомнению. Проводятся сложные эксперименты, имеющиецелью обнаружить возможные слабые нарушения этого закона.
С. з. тесно связаны со свойствами симметрии физ. систем. Приэтом симметрия понимается как инвариантность физ. законов относительнонек-рой группы преобразований входящих в них величин. Наличие симметрииприводит к тому, что для данной системы существует сохраняющаяся физ. величина(см. Нётер теорема). Т. о., если известны свойства симметрии системы, <можно найти для неё законы сохранения, и наоборот.
Как отмечалось, законы сохранения энергии, импульса, угл. момента обладаютвсеобщностью. Это обусловлено тем, что соответствующие симметрии можнорассматривать как симметрии пространства-времени (мира), в к-ром движутсяматериальные тела. Так, сохранение энергии связано с однородностью времени, <т. е. с инвариантностью физ. законов относительно изменения начала отсчётавремени; сохранение импульса и момента связаны соответственно с однородностьюпространства (инвариантность относительно пространственных сдвигов) и изотропностьюпространства (инвариантность относительно вращений пространства). Поэтомупроверка механич. С. з. есть проверка соответствующих фундам. свойств пространства-времени. <Долгое время считалось, что кроме перечисленных элементов симметрии пространство-времяобладает зеркальной симметрией, т. е. инвариантно относительно пространственнойинверсии. Тогда должна была бы сохраняться пространственная чётность. <Однако в 1957 было экспериментально обнаружено несохранение чётности вслабом взаимодействии, поставившее вопрос о пересмотре взглядов на глубокиесвойства геометрии мира.
В связи с развитием теории гравитации (см. Тяготение )намечаетсядальнейший пересмотр взглядов на симметрии пространства-времени и фундаментальныеС. з. (в частности, на законы сохранения энергии и пульса).
Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Механика, 4 изд., М., 1988;Фейнман Р., Характер физических законов, пер. с англ., М., 1968; В и гн е р Е., Этюды о симметрии, пер. с англ., М., 1971. М. В. Менский.