Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Синг Дж.Л. -> "Этюды о симметрии" -> 18

Этюды о симметрии - Синг Дж.Л.

Синг Дж.Л. Этюды о симметрии — М.: Мир, 1971. — 319 c.
Скачать (прямая ссылка): etudiosimetrii1971.djvu
Предыдущая << 1 .. 12 13 14 15 16 17 < 18 > 19 20 21 22 23 24 .. 150 >> Следующая

явлений, с которыми нам когда-либо придется столкнуться, то корреляции
между явлениями, т. е. законы природы, во многом утратили бы свое
значение подобно тому, как это произошло бы с принципами инвариантности в
результате открытия
38
I. Симметрия и другие физические проблемы
универсального закона природы. Поскольку лишь немногие из нас (если
таковые вообще имеются) верят в возможность ла-пласовского "сверхразума"
с его полным знанием всех явлений, большинство склонно придавать большее
значение законам природы, нежели принципам инвариантности.
Обратимся теперь к двум другим вопросам: во-первых,
к вопросу о природе и развитии принципов инвариантности, во-вторых, к
неизменно важной роли их в возможном и, я надеюсь, близком объединении
физики с другими областями человеческого знания.
ПРИРОДА И РАЗВИТИЕ ПРИНЦИПОВ ИНВАРИАНТНОСТИ
В иерархии наших знаний об окружающем мире классические принципы
инвариантности, или симметрии, лежат на две ступени выше непосредственных
наблюдений, но их формулируют и должны формулировать в терминах
непосредственных наблюдений. Так, принятая формулировка инвариантности
относительно сдвигов во времени гласит: корреляции между событиями
зависят лишь от интервалов времени, разделяющих эти события, и не зависят
от момента времени, когда происходит первое из них. Следовательно, если в
различные моменты времени созданы одни и те же надлежащие условия, то
вероятности последующих событий будут одинаковыми независимо от того,
когда были созданы эти надлежащие условия. Я сознаю и охотно допускаю,
что эпитет "надлежащие", характеризующий условия, плох и неточен. Такая
расплывчатость неизбежна, коль скоро мы ожидаем открытия новых агентов
или новых эффектов, вызываемых уже известными агентами. Несмотря на эту
неточность, утверждение о том, что, формулируя принципы инвариантности,
мы опускаемся на две ступени и используем непосредственно термины
наблюдений, остается в силе. Только при таком подходе принципы
инвариантности могут обладать общностью, достаточной для того, чтобы
указать нам путь к формулировке и проверке новых законов природы.
Принципы инвариантности формулируются непосредственно в терминах
наблюдений, так как нарушение их лучше всего устанавливается именно в
терминах наблюдений. Например, для доказательства нарушения принципа
четности была создана система, которая обладала симметрией относительно
инверсии и в которой затем обнаружилось отклонение от этой симметрии.
Достаточно было построить самую элементарную теорию, чтобы понять, что
эксперимент By находится в противоречии с принципом четности.
Хотя классические принципы инвариантности формулируются непосредственно в
терминах наблюдений, их редко используют для предсказания будущего.
Гораздо чаще они слу-
<3. Роль принципов инвариантности в натуральной философии 39
жат средством проверки какой-нибудь теории или закона природы (и теория и
закон природы соответствуют ближайшей к данным опыта ступени нашей
иерархии); при такой проверке нам необходимо удостовериться, согласуются
ли следствия из предполагаемого закона или новой теории с тем или иным
принципом инвариантности. Для этого нередко приходится прибегать к
довольно сложным математическим и логическим операциям, используя
хитроумные построения, применяемые при формулировке законов природы. Этим
и объясняется "ученый" характер некоторых рассмотрений в теории
инвариантности.
Ранее уже говорилось, что законы природы трудно было бы устанавливать,
если бы они не были инвариантными относительно сдвигов в пространстве и
во времени. Не меньшие трудности возникали бы и в том случае, если бы
законы природы не обладали инвариантностью относительно вращений. Все
названные нами инвариантности считались твердо установленными еще до
того, как возникла ясная концепция законов природы. Тем не менее
проверить с помощью прямого эксперимента инвариантность относительно
вращений - изотропию физического пространства - крайне трудно: нам
кажется, что между направлениями вверх, вниз и в сторону существует явное
различие. Вопреки этому, ньютоновская теория тяготения и его уравнения
движения обладают инвариантностью относительно вращений и дают адекватное
объяснение вышеупомянутому различию, связывая его с земным притяжением.
Мы видим на этом примере, как законы природы и принципы симметрии - две
соседние ступени лестницы - поддерживают друг друга. Результирующая
инвариантность относительно преобразований Галилея или их модификации -
преобразований Лоренца - отнюдь не была очевидна до того, как ее осознали
Галилей и Ньютон. Приблизительно с этого же времени считалась
установленной и симметрия относительно отражений в пространстве и
времени, но эффективность и значение этих симметрий в квантовой механике
оказались для всех сюрпризом. То же, хотя и в меньшей степени, относится
и к другим классическим симметриям.
До сих пор я говорил о классических симметриях, т. е. о симметриях
Предыдущая << 1 .. 12 13 14 15 16 17 < 18 > 19 20 21 22 23 24 .. 150 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed