В физике закон сохранения гласит, что конкретное измеримое свойство изолированной физической системы не меняется по мере того, как система развивается с течением времени. Точные законы сохранения включают сохранение массы-энергии , сохранение линейного момента , сохранение углового момента и сохранение электрического заряда . Существует также множество приближенных законов сохранения, применимых к таким величинам, как масса , четность , лептонное число , барионное число , странность , гиперзаряд и т. д. Эти величины сохраняются в определенных классах физических процессов, но не во всех.
Локальный закон сохранения обычно выражается математически как уравнение непрерывности , уравнение в частных производных , которое устанавливает связь между количеством количества и «переносом» этого количества. Он гласит, что количество сохраняющегося количества в точке или внутри объема может измениться только на количество количества, которое втекает в объем или вытекает из него.
Согласно теореме Нётер , каждая дифференцируемая симметрия приводит к закону сохранения. Могут существовать и другие сохраняющиеся величины.
Законы сохранения имеют фундаментальное значение для нашего понимания физического мира, поскольку они описывают, какие процессы могут или не могут происходить в природе. Например, закон сохранения энергии гласит, что общее количество энергии в изолированной системе не меняется, хотя и может менять форму. В общем, общее количество свойств, регулируемых этим законом, остается неизменным в ходе физических процессов. Что касается классической физики, законы сохранения включают сохранение энергии, массы (или материи), линейного момента, углового момента и электрического заряда. Что касается физики элементарных частиц, частицы не могут быть созданы или уничтожены, кроме как парами, где одна является обычной, а другая — античастицей. Что касается принципов симметрии и инвариантности, были описаны три специальных закона сохранения, связанные с инверсией или обращением пространства, времени и заряда.
Законы сохранения считаются фундаментальными законами природы, имеющими широкое применение в физике, а также в других областях, таких как химия, биология, геология и техника.
Большинство законов сохранения точны или абсолютны в том смысле, что они применимы ко всем возможным процессам. Некоторые законы сохранения являются частичными, поскольку они справедливы для одних процессов, но не справедливы для других.