Teame läbi eksperimentaalse vaatluse . See on füüsika õppeaine algus ja lõpp, vähemalt see osa, mis seda ütleb, ütlevad matemaatika. Hoogu säilitamine on lihtsalt induktiivselt põhjendatud hüpotees katseandmete teatud mustrite kokkuvõtmiseks .

Te vihjatakse impulssi säilitamisele, mida "selgitatakse" Noetheri teoreemi kaudu. Kui arutlen vastuses füüsika SE küsimusele "Mis on hoog tegelikult?" siin, kui füüsikalise süsteemiagragriaan on koordinaattõlke suhtes invariant, on olemas vektoriga konserveeritud suurus. See asjaolu on täiesti matemaatiline tulemus, et Lagrangi järjepidevad sümmeetriad alati tähendavad koguseid, mida säilitab süsteemi seisundi evolutsioon, mida Lagrangian kirjeldab, üks iga pideva sümmeetria "generaatori" ( st Lagrangi sümmeetriate Lie-rühma Lie-algebra alusvektor).

Pange siiski tähele, et Noetheri teoreem on "kui" -teoreem: ühesuunaline implikatsioon. See pole kaugeltki ainus viis, kuidas looduskaitse võib tekkida. Eksperimentaalselt on leitud, et on viljakas käituda aimdusena, et see on seletus, järgmiselt. Kuna koordineeritud tõlke invariantsusega implitseeritud Newtoni mehaanika Lagrangi formuleeringus sisalduv konserveeritud suurus on Newtoni impulss, siis hüpoteesime , et tulemus on üldisem ja seetõttu konstrueerime Lagrangianid teadlikult teiste teooriate jaoks, et see sümmeetria oleks nii et ka neil on konserveeritud impulsid (st ruumiline koordineerib tõlkevarianti). Kui teeme nende teooriatega ennustusi, osutuvad need taas eksperimentaalselt kindlaks tehtud olevat usaldusväärsed.

Me ütleme, et sümmeetria "seletab" impulsi säilitamist, kuid see, mida me tegelikult mõtleme, on see, et oleme leidnud looduskaitseseaduse veenva tõlke : see muudab konserveerimise sümmeetriaterminiteks.

See on siiski oluline tõlge; minu arvates muudab see füüsika palju "vistseraalsemaks". Looduskaitseseaduste avaldus näib olevat abstraktne ja 21. sajandi vaatenurgast meelevaldne ja küsitav. Täiesti vastupidiselt on sümmeetriakirjeldus meile palju kättesaadavam: isegi pisikesed lapsed hakkavad mõistma, et maailma käitumine on sõltumatu viisist, kuidas me seda kirjeldame. Miks peaksid füüsikaseadused muutuma lihtsalt sellepärast, et otsustan oma koordinaatide päritolu teisele kohale viia või pöörata oma koordinaatsüsteemi (Lagrangi rotatsiooniline invariantsus põhjustab nurga impulssi säilimist)? Kui muidugi pole selget, eksperimentaalselt mõõdetavat agenti , kes seda iseseisvust purustaks ( nt tera struktuur kristallis muudab seadused sõltuvaks nende orientatsioonist tera suhtes) .

Kasutaja knzhou lisab:

WetSavanna vastus on täielik, kuid ma tahan seda osa eriti käsitleda

Me teame või võime eeldada, et hoog ja energia on säästetud peamiselt kahel põhjusel:

• Matemaatiline usutavus: kui eeldada, et loodus järgib matemaatilisi kirjeldusi, siis nt. Noetheri teoreem muudab hoogu säästvaks. Vastasel juhul oleks midagi matemaatilise kirjeldusega valesti. Ja siiani sobib valdavas enamuses juhtudel füüsika matemaatiline kirjeldus ideaalselt sellele, mida mina katses tegelikult mõõdan.
• Puhas vaatlus: Siiani ei olnud isegi ühtegi katset (teatatud tõsises ajakirjas), mis näitaks, et energia ja impulsi säilitamist võib rikkuda. Tegelikult kinnitavad hoogu ja energiat säilitavad katsed (nt osakeste kiirendis CERN) nii täpselt, et on lihtsalt mõistlik eeldada, et need on tõesed.

Muidugi ei saa keegi öelda, kuidas füüsika tulevikus välja näeb ja üksik katse võib selle, mida me praegu ütleme, ümber lükata. Kui suudate tõestada, et hoogu ja energiat võib tegelikult rikkuda, ootab teid tõenäoliselt Nobeli preemia! Seni on mõttekam öelda: teadaolevalt on energia ja hoog suletud süsteemides konserveeritud.

Füüsika sügavate küsimuste uurimisel, nagu teiegi, on oluline meeles pidada, et loodus näib järgivat füüsikaseadusi. Sellised empiirilised uuringud nagu teadus ei suuda ontoloogiliselt tõestada, et loodus täidab füüsikaseadusi või üldse. Äärmusliku proovijuhtumi puhul kaaluge idealismi mõistet. Idealismis väidetakse, et pole olemas sellist asja nagu "mateeria", vaid ainult mentaalne substants, mis moodustab teadvuse kanga. Mateeria on idealismi all illusioon, mille toovad esile nende teadvuste ühised kogemused. See kõlab natuke absurdselt, kuid kui süveneda filosoofiasse, siis on selle ümberlükkamiseks empiirilist viisi leida märkimisväärselt keeruline. Inimesed on sajandeid proovinud. Ja ilmselgelt, kui mateeria on ainult illusioon, on ka idee, et mateeria allub üldse mis tahes seadustele!

Sellest äärmusest tagasi tulles peavad isegi idealistid tunnistama, et füüsikaseadused on märkimisväärselt tõhusad. Nagu mitmed teised vastused on maininud, ei tea me ühtegi katset, mis kunagi oleks näidanud energia säästmise ega hoogu rikkumist. Tegelikult on kogu aegruumis ainult üks punkt, kus me isegi postuleerime, et energia säästmine ei pruugi olla konserveeritud: suur pauk. Isegi mustade aukude uurimisel ehitame oma võrrandid eeldusele, et energia ja impulss on konserveeritud.

Kas see tähendab, et seadused on tõesed? Noh, see ei tõenda seda. Meil on gobs tõendeid, mis toetavad väidet, et see on tõsi, kuid tõendid ei tähenda tõendeid. Filosoofias on selle vahendamiseks tegelikult vahend, mida nimetatakse röövimiseks. Me kõik tunneme deduktsiooni, a. la. Sherlock Homes ja me kõik tunneme sisseelamist. Kolmas deduktsioon on liitmine. Röövimisel väidetakse, et kõige tõenäolisem hüpotees on tõene. Sellest lähtuvalt oleks mõistlik kasutada väidet, et "energia ja hoogu säilitavad seadused on tõesed", röövivaid arutlusi kasutades. Ent röövimine on filosoofia osas pisut kleepuv värav. Selgub, et röövimise täpse määratluse kirjutamine toob kaasa igasuguseid kummalisi käitumisi. Usun, et sellepärast võtab deduktsioon ja sissejuhatus tagaplaanil, mis on inimestele mugavam.

Selles mõttes võime hoogu ja energiat säilitada kui hüpoteese. Kas me aktsepteerime neid röövimist kasutades, on meie endi otsustada. Sõltumata sellest, millist lähenemist me kasutame, peame tunnistama, et nende hüpoteeside taga on märkimisväärsed tõendid. Tegelikult on nii palju tõendeid, et enamik inimesi aktsepteerib neid lihtsalt seadustena.

Ja võib-olla on need seadused. Kui keegi soovib eeldada, et füüsika kehtib "kõige" kohta, peab ta olema röövimisega ettevaatlik. Siiski on veel üks lähenemisviis, mis võib kehtida. Võiks määratleda füüsilise maailma osaks kõigest, mis järgib füüsikaseadusi, näiteks energia ja hoogu. Sellisel juhul oleme nüüd määranud füüsilise maailma "kõige" alamhulgaks. Kui füüsiline maailm on tõepoolest "kõik" ja väljaspool pole midagi, siis füüsiline maailm on võrdne "kõigega" (mis muudab selle alamhulgaks, kuigi mitte rangeks alamhulgaks). Teisest küljest, kui on "midagi enamat", siis me teame, et füüsiline maailm on "kõige" range alamhulk ja et füüsika ei määra selle alamhulga ja "millegi muu" vahelist vastastikust mõju.

Me võime seda näha dualismi vormis, veendumuses, et on olemas nii füüsiline aine kui ka mingi vaimne aine. Dualism on väga populaarne, nii et see kirjeldab meie kogemusi väga hästi kui ka seetõttu, et see mängib kenasti suuremate religioonidega. Dualismis pole vaimne aine seotud füüsikaseadustega. Füüsikas ei viita miski sellele, et see vaimne aine, mis pole füüsiliste seadustega seotud, ei saaks füüsilise maailmaga suhelda, lisades energiat või hoogu. Tegelikult on palju filosoofiat püütud leida viise selle maagilise protsessi kirjeldamiseks!

Nii et see kõik näitab meie "looduskaitseseaduste" piire. Me ei saa neid tõestada. Nagu öeldud, ei leia te mind tuginedes peagi millegi olemasolule, mis need seadused tagasi lükkab, ilma et peaksin proportsionaalset põhjust mind selles suunas õhutama. Tõendite kogus on lihtsalt nii suur. Nende seaduste ümberlükkamise hüpoteesimine on üks asi; olenevalt nimetatud olemasolust on teine.

Ajas tagasi teadlased uurisid intensiivselt järgmist võrrandit, kuna see oli nii uus:

$$ F = m * a $$

Katsega avastasid nad, et kui rakendate massile jõudu ja see võib vabalt liikuda, siis see kiirendab selle võrrandi järgi. Siis peeti seda LAW-ks. See oli muutumatu. See oli "füüsikaseadus". See ei olnud tuletatav.

Nad poleks kunagi oma kõige pöörasemas unenäos uskunud, et see on täiesti vale. Sest massi kiirenedes suureneb selle kiirus ... ja nii suureneb ka mass.

Vaadates seda väga lihtsat võrrandit täna, näeme hõlpsasti, et selles pole midagi. OR algsed katsed, mis võivad autoriteediga öelda (prove), et mass ei muutuks kunagi kiirusega.

Nende varajane instrumenteerimine oli keerukas ja nende loogika oli täiesti puudulik. Asi on selles, et teaduslik veendumus tervikuna on alati vale. See muutub aja jooksul lihtsalt vähem valeks.

Tõestust on äärmiselt raske saavutada. Ma ei panustaks oma elus kellegi millegi tõestamise peale.