보존법
어떤 물리량의 수치값은 어떤 과정이나 특정 과정에서의 시간에 따라 변화하지 않는다는 물리법칙. 물리적 시스템에 대한 완전한 설명은 시간과 함께 시스템의 진화를 상세히 정의하는 동적 법칙의 틀 안에서만 가능합니다. 그러나 많은 경우에 주어진 시스템에 대한 동적 법칙은 알려지지 않았거나 너무 복잡합니다. 이러한 상황에서 보존 법은 시스템의 행동의 특성에 관해서는 몇 가지 결론을 도출 할 수 있습니다. 가장 중요한 보존 법칙은 에너지 보존 법칙,운동량,각운동량 및 전하입니다. 이러한 법률은 모든 격리 된 시스템에 유효합니다. 보편적 인 보존 법칙 외에도 제한된 시스템 및 현상 클래스에 대해서만 보존 법칙이 존재합니다.
보존이라는 개념은 원래 끊임없이 변화하는 세상에서 변하지 않고 안정된 어떤 것의 존재에 대한 순전히 철학적 추측으로 나타났다. 고대 유물론 철학자 아낙 사고 라스,엠페도클레스,데모크리토스,에피쿠로스,및 루크레티우스 존재하는 모든 것의 파괴 할 수없고 창조 할 수없는 기초로서 물질의 개념에 도달했습니다. 반면에,자연의 지속적인 변화를 관찰함으로써 탈레스,아낙시만더,아낙시메네스,에베소의 헤라클레이토스,레우-치푸스,데모크리토스는 물질의 가장 중요한 재산은 물질이 항상 움직이고 있다는 결론에 도달하게 되었다. 역학의 수학적 공식화의 발전과 함께,이 기초에는 두 가지 법칙이 나타났습니다:질량 보존의 법칙,로모 노 소프와 라부아지에가 제시 한 것,그리고 폰 라이프니츠가 발전시킨 기계적 에너지 보존의 법칙. 2010 년 10 월 15 일-2010 년 10 월 15 일 폰 헬름홀츠 이후 실험적으로 비 기계적 현상에서 에너지 보존 법칙을 발견했습니다. 따라서 19 세기 중반까지 물질과 운동의 보존으로 해석 된 질량과 에너지 보존 법칙이 형성되었습니다.
그러나 20 세기 초,특수 상대성 이론의 발전은 이러한 보존 법칙(선견 성,이론)에 대한 근본적인 재검토를 가져왔다. 특수 상대성 이론은 빛의 속도에 필적하는 고속에서의 움직임에 대한 설명에서 고전적인 뉴턴 역학을 대체했습니다. 질량은,몸의 관성 속성에서 결정되는 것과 같이,몸의 속도에 달려 있기 위하여 찾아냈습니다. 결과적으로 질량은 물질의 양뿐만 아니라 그 움직임도 특징 짓는다. 다른 한편으로,에너지의 개념 또한 변화를 겪었다:아인슈타인의 유명한 방정식에 따르면 전자=맥 2,총 에너지 전자 질량에 비례합니다 미디엄;여기서 씨 빛의 속도입니다. 따라서 특수 상대성 이론의 에너지 보존 법칙은 고전 역학에 존재했던 질량 및 에너지 보존 법칙을 통합했습니다. 질량과 에너지의 보존 법칙이 개별적으로 고려 될 때,그것들은 성취되지 않는다-즉,물질의 양은 그 움직임을 고려하지 않고는 특성화 될 수 없다.
에너지 보존 법칙의 진화는 보존 법칙이 경험에서 도출되기 때문에 때때로 실험적 검증과 구체화가 필요하다는 것을 보여준다. 주어진 법이나 법의 구체적인 진술이 인간 경험의 증가에 관계없이 영원히 유효 할 것이라고 확신 할 수는 없습니다. 에너지 보존의 법칙은 또한 물리학과 철학이 그 안에 매우 밀접하게 얽혀 있다는 점에서 흥미 롭습니다. 법이 세련되면서,그것은 모호하고 추상적 인 철학적 진술에서 정확한 양적 공식으로 점차 변형되었습니다. 반면에 일부 보존 법은 정량적 형태로 직접 나타났습니다. 이러한 법칙에는 운동량 보존 법칙,각운동량 및 전하 및 초등 입자 이론의 수많은 보존 법칙이 포함됩니다. 보존 법칙은 현대 물리학의 필수적인 부분입니다.
중요한 역할은 양자 이론,특히 기본 입자 이론에서 보존 법칙에 의해 수행됩니다. 예를 들어,보존 법은 보존 법을 위반하는 초등 입자 반응이 자연에서 발생할 수없는 선택 규칙을 결정합니다. 또한 거시적 인 몸(에너지,운동량,각운동량 및 전하의 보존)의 물리학에서 보유 보존 법칙 외에도 많은 특정 보존 법칙은 실험적으로 관찰 된 선택 규칙의 설명을 허용하는 기본 입자 이론에 나타났습니다. 예를 들면 바리온 번호 및 렙톤 번호의 보존 법칙;이 법칙은 정확합니다-즉,모든 유형의 상호 작용과 모든 과정에서 유지됩니다. 정확한 보존 법칙 외에도 일부 프로세스에서 만족되고 다른 프로세스에서 위반되는 대략적인 보존 법칙은 기본 입자 이론에도 존재합니다. 이러한 대략적인 보존 법칙은 그들이 만족하는 과정과 현상의 종류가 정확하게 표시 될 수 있다면 의미가 있습니다. 대략적인 보존 법칙의 예로는 이상한 보존 법칙(또는 과충전),이소 토픽 스핀(보다 동위 원소 불변성)및 패리티. 이 법칙은 10-23-10-24 초의 특징적인 시간을 가진 강한 상호 작용 과정에서 엄격하게 만족하지만 약한 상호 작용 과정에서 위반되며,그 특징적인 시간은 약 10″10 초입니다.전자기 상호 작용은 동위 원소 스핀의 보존 법칙을 위반합니다. 따라서,기본 입자의 조사 현상의 모든 도메인에서 기존 보존 법칙 검증의 필요성을 다시 한번 보여 주었다.
보존 법칙은 물리적 시스템의 대칭 특성과 밀접한 관련이 있습니다. 여기서 대칭은 이러한 법칙의 공식화와 관련된 양의 특정 변형에 대한 물리적 법칙의 불변성으로 이해됩니다. 주어진 시스템에 대해 대칭의 존재는 보존 된 물리량이 존재한다는 것을 의미합니다(시노 에터 정리). 따라서 시스템의 대칭 속성이 알려진 경우 보존 법칙을 찾을 수 있으며 반대로 찾을 수 있습니다.
위에서 언급한 바와 같이,기계적 양의 에너지,운동량 및 각운동량의 보존 법칙은 보편적이다. 이 상황의 이유는 해당 대칭이 물질 몸이 움직이는 시공간(우주)의 대칭으로 간주 될 수 있기 때문입니다. 따라서 에너지 보존은 시간의 동질성,즉 시간 좌표(시간의 번역)의 기원 변화에 따른 물리적 법칙의 불변성에서 비롯됩니다. 운동량의 보존과 각운동량의 보존은 각각 공간의 동질성(공간의 번역에 따른 불변성)과 공간의 등방성(공간의 회전에 따른 불변성)에서 비롯됩니다. 따라서,기계적 보존 법칙의 검증은 시공간의 해당 기본 속성의 검증을 구성한다. 위에 나열된 대칭 외에도 시공간은 반사 대칭,즉 공간 반전 하에서 불변이라고 오랫동안 믿어졌습니다. 그런 다음 공간 패리티를 보존해야합니다. 그러나 1957 년에 패리티의 비 보존은 약한 상호 작용에서 실험적으로 감지되었습니다. 다시 한번 우주의 기하학의 기본 속성에 관한 신념을 재검토 했다.
중력이론의 발전은 분명히 시공간의 대칭과 근본적인 보존 법칙,특히 에너지와 운동량의 보존 법칙에 대한 견해를 재검토해야 할 것이다.
