Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Законов науки )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Научные теории объясняют, почему что-то происходит, тогда как научный закон описывает то, что происходит.

Научные законы или законы науки - это утверждения, основанные на повторяющихся экспериментах или наблюдениях , которые описывают или предсказывают ряд природных явлений . [1] Термин « закон » во многих случаях используется по-разному (приблизительный, точный, широкий или узкий) во всех областях естествознания ( физика , химия , астрономия , науки о земле , биология ). Законы разрабатываются на основе данных и могут развиваться с помощью математики.; во всех случаях они прямо или косвенно основаны на эмпирических данных . Обычно считается, что они неявно отражают, хотя и не утверждают явно, причинно-следственные связи, фундаментальные для реальности, и скорее обнаруживаются, чем изобретаются. [2]

Научные законы суммируют результаты экспериментов или наблюдений, обычно в пределах определенного диапазона применения. В общем, точность закона не меняется, когда разрабатывается новая теория соответствующего явления, а скорее масштаб применения закона, поскольку математика или утверждение, представляющее закон, не изменяется. Как и в случае с другими видами научного знания, научные законы не выражают абсолютной уверенности, в отличие от математических теорем или тождеств . Будущие наблюдения могут противоречить, ограничивать или расширять научный закон.

Закон обычно можно сформулировать в виде одного или нескольких утверждений или уравнений , чтобы предсказать результат эксперимента. Законы отличаются от гипотез и постулатов , которые предлагаются в ходе научного процесса до и во время подтверждения экспериментом и наблюдением. Гипотезы и постулаты не являются законами, поскольку они не были проверены в той же степени, хотя они могут привести к формулированию законов. Законы более узкие по своему охвату, чем научные теории , которые могут включать в себя один или несколько законов. [3] Наука отличает закон или теорию от фактов. [4] Вызов права а факт является неоднозначным ,преувеличение или двусмысленность . [5] Природа научных законов много обсуждалась в философии , но по сути научные законы - это просто эмпирические выводы, сделанные научным методом; они не должны быть отягощены онтологическими обязательствами или утверждениями логических абсолютов .

Обзор [ править ]

Научный закон всегда применяется к физической системе в повторяющихся условиях и подразумевает наличие причинно-следственной связи между элементами системы. Фактические и хорошо подтвержденные утверждения, такие как «Ртуть жидкая при стандартной температуре и давлении», считаются слишком конкретными, чтобы их можно было квалифицировать как научные законы. Центральная проблема философии науки , восходящая к Дэвиду Юму , заключается в различении причинно-следственных связей (например, подразумеваемых законами) от принципов, возникающих из-за постоянного соединения . [6]

Законы отличаются от научных теорий тем, что они не постулируют механизм или объяснение явлений: они просто квинтэссенция результатов многократного наблюдения. Таким образом, применимость закона ограничена обстоятельствами, напоминающими уже наблюдаемые, и при экстраполяции закон может быть признан ложным. Закон Ома применим только к линейным сетям; Закон всемирного тяготения Ньютона применим только в слабых гравитационных полях; ранние законы аэродинамики , такие как принцип Бернулли , неприменимы в случае сжимаемого потока , который имеет место при трансзвуковом и сверхзвуковом полете; Закон Гукаотносится только к деформации ниже предела упругости ; Закон Бойля применим с идеальной точностью только к идеальному газу и т. Д. Эти законы остаются полезными, но только при определенных условиях, в которых они применяются.

Многие законы принимают математическую форму и поэтому могут быть сформулированы в виде уравнения; например, закон сохранения энергии можно записать как , где - общее количество энергии во Вселенной. Аналогичным образом , первый закон термодинамики можно записать в виде , и второй закон Ньютона можно записать в виде йр / ДТ . Хотя эти научные законы объясняют то, что воспринимают наши органы чувств, они по-прежнему являются эмпирическими (приобретенными путем наблюдения или научного эксперимента) и поэтому не похожи на математические теоремы, которые могут быть доказаны исключительно математикой.

Подобно теориям и гипотезам, законы делают прогнозы; в частности, они предсказывают, что новые наблюдения будут соответствовать данному закону. Законы могут быть фальсифицированы, если они будут обнаружены в противоречии с новыми данными.

Некоторые законы являются лишь приближениями к другим более общим законам и являются хорошими приближениями с ограниченной областью применимости. Например, ньютоновская динамика (основанная на преобразованиях Галилея) - это низкоскоростной предел специальной теории относительности (поскольку преобразование Галилея - это низкоскоростное приближение к преобразованию Лоренца). Точно так же закон тяготения Ньютона представляет собой маломассивное приближение общей теории относительности, а закон Кулона - приближение квантовой электродинамики на больших расстояниях (по сравнению с диапазоном слабых взаимодействий). В таких случаях обычно используются более простые приблизительные версии законов вместо более точных общих законов.

Законы постоянно подвергаются экспериментальной проверке с возрастающей степенью точности, что является одной из основных целей науки. Тот факт, что законы никогда не нарушались, не препятствует их проверке с повышенной точностью или в новых условиях, чтобы подтвердить, продолжают ли они соблюдаться или нарушаются, и что можно обнаружить в процессе. Всегда возможно, что законы будут признаны недействительными или будут доказаны ограничения с помощью повторяемых экспериментальных данных, если они будут соблюдены. Хорошо установленные законы действительно были признаны недействительными в некоторых особых случаях, но новые формулировки, созданные для объяснения несоответствий, обобщают, а не опровергают оригиналы. То есть было обнаружено, что признанные недействительными законы являются лишь близкими приближениями,к которым должны быть добавлены другие термины или факторы, чтобы охватить ранее неучтенные условия, например, очень большие или очень маленькие масштабы времени или пространства, огромные скорости или массы и т. д. Таким образом, вместо неизменных знаний, физические законы лучше рассматривать как серия улучшающих и более точных обобщений.

Свойства [ править ]

Научные законы, как правило, представляют собой выводы, основанные на многократных научных экспериментах и наблюдениях в течение многих лет, и которые стали общепринятыми в научном сообществе . Научный закон « выводится из определенных фактов, применим к определенной группе или классу явлений и выражается утверждением, что конкретное явление всегда происходит при наличии определенных условий». [7] Создание краткого описания нашей окружающей среды в форме таких законов является фундаментальной целью науки .

Были определены несколько общих свойств научных законов, особенно когда речь идет о законах в физике . Научные законы:

  • Верно, по крайней мере, в пределах их срока действия. По определению, никогда не было повторяемых противоречащих друг другу наблюдений.
  • Универсальный. Кажется, они применимы повсюду во Вселенной. [8] : 82
  • Простой. Обычно они выражаются одним математическим уравнением.
  • Абсолютно. Кажется, ничто во вселенной не влияет на них. [8] : 82
  • Стабильный. Не изменились с момента первого открытия (хотя, возможно, было показано, что они являются приближениями к более точным законам),
  • Всеохватывающий. По-видимому, все во Вселенной должно им соответствовать (согласно наблюдениям).
  • Обычно консервативное количество. [9] : 59
  • Часто выражения существующих однородностей ( симметрий ) пространства и времени. [9]
  • Обычно теоретически обратимо во времени (если не квантово ), хотя само время необратимо . [9]

Термин «научный закон» традиционно ассоциируется с естественными науками , хотя социальные науки также содержат законы. [10] Например, закон Ципфа - это закон в социальных науках, основанный на математической статистике . В этих случаях законы могут описывать общие тенденции или ожидаемое поведение, а не быть абсолютными.

В естествознании утверждения о невозможности получают широкое признание как в высшей степени вероятные, а не как доказанные до такой степени , что их невозможно оспорить. Основанием для этого сильного признания является комбинация обширных свидетельств того, что чего-то не происходит, в сочетании с лежащей в основе теорией , очень успешной в создании прогнозов, предположения которых логически приводят к выводу, что что-то невозможно. Хотя утверждение о невозможности в естествознании никогда не может быть полностью доказано, оно может быть опровергнуто наблюдением единственного контрпримера . Такой контрпример потребует пересмотра предположений, лежащих в основе теории, предполагающей невозможность.

Некоторые примеры широко распространенный невозможных в физике являются вечными двигателями , которые нарушают закон сохранения энергии , превышающие скорость света , что нарушает последствия специальной теории относительности , в принципе неопределенности в квантовой механике , которая утверждает невозможность одновременно зная положение и импульс частицы, а также теорема Белла : никакая физическая теория локальных скрытых переменных никогда не может воспроизвести все предсказания квантовой механики.

Законы как следствие математической симметрии [ править ]

Некоторые законы отражают математические симметрии , найденные в природе (например, Паули принцип исключения отражает идентичность электронов, законы сохранения отражают однородность в пространстве , времени и преобразования Лоренца отражают осевую симметрию пространства - времени ). Многие фундаментальные физические законы являются математическими следствиями различных симметрий пространства, времени или других аспектов природы. В частности, теорема Нётерсвязывает некоторые законы сохранения с определенными симметриями. Например, сохранение энергии является следствием сдвиговой симметрии времени (ни один момент времени не отличается от любого другого), в то время как сохранение количества движения является следствием симметрии (однородности) пространства (нет места в пространстве особенного, или отличается от любого другого). Неразличимость всех частиц каждого фундаментального типа (скажем, электронов или фотонов) приводит к квантовой статистике Дирака и Бозе, которая, в свою очередь, приводит к принципу исключения Паули для фермионов и к конденсации Бозе – Эйнштейна для бозонов . Вращательная симметрия между временем и пространствомоси координат (когда одна принимается за воображаемую, а другая за действительную) приводят к преобразованиям Лоренца, которые, в свою очередь, приводят к специальной теории относительности . Симметрия между инерционной и гравитационной массой приводит к общей теории относительности .

Закон обратных квадратов взаимодействий, опосредованных безмассовыми бозонами, является математическим следствием трехмерности пространства .

Одна из стратегий поиска наиболее фундаментальных законов природы - это поиск наиболее общей математической группы симметрии, которая может быть применена к фундаментальным взаимодействиям.

Законы физики [ править ]

Законы сохранения [ править ]

Сохранение и симметрия [ править ]

Законы сохранения - это фундаментальные законы, которые вытекают из однородности пространства, времени и фазы , другими словами симметрии .

  • Теорема Нётер : любая величина, имеющая непрерывную дифференцируемую симметрию в действии, имеет связанный закон сохранения.
  • Сохранение массы было первым законом этого типа, который нужно было понять, поскольку большинство макроскопических физических процессов, связанных с массами, например, столкновения массивных частиц или потока жидкости, предполагают очевидное убеждение в том, что масса сохраняется. Сохранение массы наблюдалось для всех химических реакций. В общем, это только приблизительное значение, потому что с появлением теории относительности и экспериментов в ядерной физике и физике элементарных частиц: масса может быть преобразована в энергию и наоборот, поэтому масса не всегда сохраняется, а является частью более общего закона сохранения массы-энергии.
  • Сохранение энергии , импульса и углового момента для изолированных систем можно найти в симметрии во времени , поступлении и вращении.
  • Сохранение заряда также было реализовано, поскольку никогда не наблюдалось создания или уничтожения заряда, а было обнаружено только его перемещение с места на место.

Преемственность и перенос [ править ]

Законы сохранения могут быть выражены с помощью общего уравнения неразрывности (для сохраняющейся величины) могут быть записаны в дифференциальной форме как:

где ρ - некоторая величина на единицу объема, J - поток этой величины (изменение количества в единицу времени на единицу площади). Интуитивно, дивергенция (обозначенная ∇ •) векторного поля - это мера потока, расходящегося радиально наружу от точки, поэтому отрицательным является величина, накапливающаяся в точке, следовательно, скорость изменения плотности в области пространства должна быть количеством флюса, покидающего или собираемого в каком-либо регионе (подробности см. в основной статье). В таблице ниже для сравнения собраны потоки, потоки для различных физических величин в переносе и связанные с ними уравнения неразрывности.

Более общие уравнения являются уравнения конвекции-диффузии и уравнение переноса Больцмана , которые имеют свои корни в уравнении непрерывности.

Законы классической механики [ править ]

Принцип наименьшего действия [ править ]

Классическая механика, в том числе законов Ньютона , уравнения Лагранжа , уравнения Гамильтон и т.д., может быть получена из следующего принципа:

где это действие ; интеграл лагранжиана

физической системы между двумя временами t 1 и t 2 . Кинетическая энергия системы - это Т (функция скорости изменения конфигурации системы), а потенциальная энергия - это V (функция конфигурации и скорости ее изменения). Конфигурация системы, имеющей N степеней свободы , определяется обобщенными координатами q = ( q 1 , q 2 , ... q N ).

Там являются обобщенными импульсами конъюгата к этим координатам, р = ( р 1 , р 2 , ..., р N ), где:

И действие, и лагранжиан содержат динамику системы на все времена. Термин «путь» просто относится к кривой, начерченной системой в терминах обобщенных координат в конфигурационном пространстве , то есть кривой q ( t ), параметризованной временем (см. Также параметрическое уравнение для этой концепции).

Действие является скорее функционалом , чем функцией , поскольку оно зависит от лагранжиана, а лагранжиан зависит от пути q ( t ), поэтому действие зависит от всей «формы» пути для всех времен (в интервале времени от t 1 до t 2 ). Между двумя моментами времени существует бесконечно много путей, но тот, для которого действие стационарно (до первого порядка), является истинным путем. Требуется стационарное значение для всего континуума значений лагранжиана, соответствующего некоторому пути, а не только одному значению лагранжиана (другими словами, это нетак же просто, как «дифференцировать функцию и установить ее на ноль, а затем решить уравнения, чтобы найти точки максимумов и минимумов и т. д.», скорее эта идея применяется ко всей «форме» функции, см. вариационное исчисление для более подробной информации по этой процедуре). [11]

Обратите внимание, что L - это не полная энергия E системы из-за разницы, а не сумма:

Следующие [12] [13] общие подходы к классической механике резюмируются ниже в порядке установления. Это эквивалентные формулировки. Обычно используются уравнения Ньютона из-за простоты, но уравнения Гамильтона и Лагранжа являются более общими, и их диапазон может распространяться на другие разделы физики с соответствующими модификациями.

Из вышесказанного можно вывести любое уравнение движения в классической механике.

Следствия в механике
  • Законы движения Эйлера
  • Уравнения Эйлера (динамика твердого тела)
Следствия в механике жидкости

Уравнения, описывающие течение жидкости в различных ситуациях, могут быть получены с использованием приведенных выше классических уравнений движения и часто с сохранением массы, энергии и количества движения. Далее следуют несколько элементарных примеров.

  • Принцип архимеда
  • Принцип Бернулли
  • Закон Пуазейля
  • Закон Стокса
  • Уравнения Навье – Стокса
  • Закон Факсена

Законы гравитации и относительности [ править ]

Некоторые из более известных законов природы находятся в Isaac Newton «s теорий из (теперь) классической механики , представленные в его Математических начал натуральной философии , и в Альберта Эйнштейна » с теорией относительности .

Современные законы [ править ]

Специальная теория относительности

Постулаты специальной теории относительности сами по себе не «законы», а предположения об их природе с точки зрения относительного движения .

Часто два формулируются как «законы физики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета » и « скорость света постоянна». Однако второй вариант является избыточным, поскольку скорость света предсказывается уравнениями Максвелла . По сути, только один.

Указанный постулат приводит к преобразованиям Лоренца - закону преобразования между двумя движущимися относительно друг друга системами отсчета . Для любого 4-вектора

это заменяет закон преобразования Галилея из классической механики. Преобразования Лоренца сводятся к преобразованиям Галилея для малых скоростей, намного меньших скорости света c .

Величины 4-векторов являются инвариантами - не «сохраняются», но одинаковы для всех инерциальных систем отсчета (т.е. каждый наблюдатель в инерциальной системе отсчета будет согласовывать одно и то же значение), в частности, если A - четырехмерный импульс , величина может вывести известное инвариантное уравнение для сохранения массы-энергии и импульса (см. инвариантная масса ):

в котором (более известная) эквивалентность массы и энергии E = mc 2 является частным случаем.

Общая теория относительности

Общая теория относительности регулируется уравнениями поля Эйнштейна , которые описывают кривизну пространства-времени из-за массы-энергии, эквивалентной гравитационному полю. Решение уравнения геометрии пространства, искривленного из-за распределения масс, дает метрический тензор . Используя уравнение геодезических, можно рассчитать движение масс, падающих по геодезическим.

Гравитомагнетизм

В относительно плоском пространстве-времени из-за слабых гравитационных полей можно найти гравитационные аналоги уравнений Максвелла; в GEM уравнения , чтобы описать аналогичное gravitomagnetic поле . Они прочно обоснованы теорией, а экспериментальные испытания являются основой текущих исследований. [14]

Классические законы [ править ]

Законы Кеплера, хотя они были первоначально открыты в результате планетных наблюдений (также благодаря Тихо Браге ), верны для любых центральных сил . [15]

Термодинамика [ править ]

  • Закон охлаждения Ньютона
  • Закон Фурье
  • Закон идеального газа сочетает в себе ряд отдельно разработанных газовых законов;
    • Закон Бойля
    • Закон Чарльза
    • Закон Гей-Люссака
    • Закон Авогадро в одном
теперь улучшено другими уравнениями состояния
  • Закон Дальтона (парциальных давлений)
  • Уравнение Больцмана
  • Теорема Карно
  • Закон Коппа

Электромагнетизм [ править ]

Уравнения Максвелла дают временную эволюцию электрического и магнитного полей из-за распределения электрического заряда и тока . С учетом полей закон силы Лоренца представляет собой уравнение движения зарядов в полях.

Эти уравнения можно модифицировать, чтобы включить магнитные монополи , и они согласуются с нашими наблюдениями монополей, существующих или не существующих; если они не существуют, обобщенные уравнения сводятся к приведенным выше, если да, уравнения становятся полностью симметричными по электрическим и магнитным зарядам и токам. Действительно, существует преобразование дуальности, при котором электрические и магнитные заряды могут «вращаться друг в друге» и при этом удовлетворять уравнениям Максвелла.

Пре-Максвелла законы

Эти законы были найдены до формулировки уравнений Максвелла. Они не являются фундаментальными, поскольку могут быть выведены из уравнений Максвелла. Закон Кулона можно найти из закона Гаусса (электростатическая форма), а закон Био-Савара можно вывести из закона Ампера (магнитостатическая форма). Закон Ленца и закон Фарадея могут быть включены в уравнение Максвелла-Фарадея. Тем не менее, они по-прежнему очень эффективны для простых вычислений.

  • Закон Ленца
  • Закон Кулона
  • Закон Био – Савара
Прочие законы
  • Закон Ома
  • Законы Кирхгофа
  • Закон Джоуля

Фотоника [ править ]

Классически оптика основана на вариационном принципе : свет перемещается из одной точки пространства в другую за кратчайшее время.

  • Принцип Ферма

В геометрической оптике законы основаны на приближениях в евклидовой геометрии (например, параксиальном приближении ).

  • Закон отражения
  • Закон преломления , закон Снеллиуса

В физической оптике законы основаны на физических свойствах материалов.

  • Угол Брюстера
  • Закон малуса
  • Закон Бера – Ламберта

На самом деле оптические свойства материи значительно сложнее и требуют квантовой механики.

Законы квантовой механики [ править ]

Квантовая механика уходит корнями в постулаты . Это приводит к результатам, которые обычно не называют «законами», но имеют тот же статус, поскольку из них следует вся квантовая механика.

Один постулат, что частица (или система многих частиц) описывается волновой функцией , и это удовлетворяет квантовому волновому уравнению: а именно уравнению Шредингера (которое может быть записано как нерелятивистское волновое уравнение или релятивистское волновое уравнение ) . Решение этого волнового уравнения предсказывает эволюцию поведения системы во времени, аналогично решению законов Ньютона в классической механике.

Другие постулаты меняют представление о физических наблюдаемых; с помощью квантовых операторов ; некоторые измерения невозможно провести в один и тот же момент времени ( принципы неопределенности ), частицы принципиально неразличимы. Другой постулат; волновой коллапс постулат, счетчики обычной идеи измерения в науке.

Законы о радиации [ править ]

Применяя электромагнетизм, термодинамику и квантовую механику к атомам и молекулам, некоторые законы электромагнитного излучения и света заключаются в следующем.

  • Закон Стефана-Больцмана
  • Закон планка излучения черного тела
  • Закон смещения Вина
  • Закон радиоактивного распада

Законы химии [ править ]

Химические законы - это законы природы, относящиеся к химии . Исторически наблюдения привели к появлению множества эмпирических законов, хотя теперь известно, что химия имеет свои основы в квантовой механике .

Количественный анализ

Самая фундаментальная концепция в химии - это закон сохранения массы , который гласит, что во время обычной химической реакции не происходит заметного изменения количества вещества . Современная физика показывает , что на самом деле энергия , которая сохраняется, и что энергия и масса связаны ; концепция, которая становится важной в ядерной химии . Сохранение энергии приводит к важным концепциям равновесия , термодинамики и кинетики .

Дополнительные законы химии развивают закон сохранения массы. Джозеф Пруст «сек закон определенного состава говорит , что чистые химические вещества состоят из элементов в определенной композиции; Теперь мы знаем, что структурное расположение этих элементов также важно.

ДАЛТОН «S закон кратных отношений говорит , что эти химические вещества будут представлять себя в пропорциях, небольшие целые числа; хотя во многих системах (особенно в биомакромолекулах и минералах ) для соотношений обычно требуются большие числа, и они часто представлены в виде дробей.

Закон определенного состава и закон множественных пропорций - это первые два из трех законов стехиометрии , пропорции, в которых химические элементы объединяются, образуя химические соединения. Третий закон стехиометрии - это закон взаимных пропорций , который обеспечивает основу для установления эквивалентных весов для каждого химического элемента. Затем можно использовать эквивалентные веса элементов для получения атомных весов для каждого элемента.

Более современные законы химии определяют взаимосвязь между энергией и ее преобразованиями.

Кинетика реакции и равновесия
  • В равновесии молекулы существуют в смеси, определяемой превращениями, возможными на шкале времени равновесия, и находятся в соотношении, определяемом внутренней энергией молекул - чем ниже собственная энергия, тем более распространена молекула. Принцип Ле Шателье гласит, что система противостоит изменениям условий из состояний равновесия, то есть существует противодействие изменению состояния равновесной реакции.
  • Преобразование одной структуры в другую требует ввода энергии для преодоления энергетического барьера; это может происходить из внутренней энергии самих молекул или из внешнего источника, который обычно ускоряет превращения. Чем выше энергетический барьер, тем медленнее происходит превращение.
  • Существует гипотетическая промежуточная или переходная структура , которая соответствует структуре на вершине энергетического барьера. В Hammond-Леффлер постулат гласит , что эта структура выглядит наиболее схож с продуктом или исходным материалом , который имеет внутреннюю энергию ближе всего к тому , что энергетическому барьеру. Стабилизация этого гипотетического промежуточного продукта посредством химического взаимодействия - один из способов достижения катализа .
  • Все химические процессы обратимы (закон микроскопической обратимости ), хотя некоторые процессы имеют такой сдвиг энергии, что они по существу необратимы.
  • Скорость реакции имеет математический параметр, известный как константа скорости . Уравнение Аррениуса дает зависимость константы скорости от температуры и энергии активации - эмпирический закон.
Термохимия
  • Закон Дюлонга – Пети
  • Уравнение Гиббса – Гельмгольца.
  • Закон Гесса
Газовые законы
  • Закон Рауля
  • Закон Генри
Химический транспорт
  • Законы диффузии Фика
  • Закон Грэма
  • Уравнение Ламма

Законы биологии [ править ]


Законы геологии [ править ]

  • Закон Арчи
  • Закон покупателя-бюллетеня
  • Закон березы
  • Закон Байерли
  • Принцип изначальной горизонтальности
  • Закон суперпозиции
  • Принцип боковой непрерывности
  • Принцип сквозных отношений
  • Принцип преемственности фауны
  • Принцип включений и компонентов
  • Закон Вальтера

Другие поля [ править ]

Некоторые математические теоремы и аксиомы называются законами, потому что они обеспечивают логическое обоснование эмпирических законов.

Примеры других наблюдаемых явлений, иногда описываемых как законы, включают закон положения планет Тициуса – Боде , закон лингвистики Ципфа и закон технологического роста Мура . Многие из этих законов относятся к сфере неудобной науки . Другие законы прагматичны и основаны на наблюдении, например, закон о непредвиденных последствиях . По аналогии, принципы в других областях исследования иногда вольно называются «законами». К ним относятся бритва Оккама как принцип философии и принцип Парето в экономике.

История [ править ]

Наблюдение за существованием основных закономерностей в природе восходит к доисторическим временам, поскольку признание причинно-следственных связей является неявным признанием существования законов природы. Однако признание таких закономерностей как независимых научных законов как таковых было ограничено их вовлеченностью в анимизм и приписыванием многих эффектов, которые не имеют очевидных причин, таких как физические явления, действиям богов , духов и т. Д. сверхъестественные существа и т. д. Наблюдения и размышления о природе были тесно связаны с метафизикой и моралью.

В Европе систематическое теоретизирование о природе ( physis ) началось с ранних греческих философов и ученых и продолжилось в периоды эллинистической и римской империи , в течение которых интеллектуальное влияние римского права становилось все более важным.

Формула «закон природы» сначала появляется как «живая метафора», которую предпочитали латинские поэты Лукреций , Вергилий , Овидий , Манилий , со временем получив прочное теоретическое присутствие в прозаических трактатах Сенеки и Плиния . Почему это римское происхождение? Согласно убедительному рассказу [историка и классика Дарина] Лехукса [16], эта идея стала возможной благодаря ключевой роли кодифицированного права и судебной аргументации в римской жизни и культуре.

Для римлян. . . главным местом пересечения этики, права, природы, религии и политики является суд. Когда мы читаем Естественные вопросы Сенекии снова и снова наблюдая за тем, как он применяет стандарты доказательств, оценки свидетелей, аргументов и доказательств, мы можем признать, что мы читаем одного из великих римских риторов того времени, полностью погруженного в методы судебной экспертизы. И не только Сенека. Юридические модели научного суждения появляются повсюду и, например, оказываются в равной степени неотъемлемой частью подхода Птолемея к проверке, где разуму отводится роль магистрата, чувствам - раскрытие доказательств, а диалектическому разуму - роль проверяющего. сам закон. [17]

Точная формулировка того, что сейчас признано современными и достоверными формулировками законов природы, восходит к XVII веку в Европе, с началом точных экспериментов и развития передовых форм математики. В этот период натурфилософы, такие как Исаак Ньютон, находились под влиянием религиозного взгляда, согласно которому Бог установил абсолютные, универсальные и неизменные физические законы. [18] [19] В главе 7 из Мира , Рене Декарт описал «характер» , как сама материя, неизменное , как созданный Богом, таким образом , изменения в части «должны быть отнесены к природе. Правила , согласно которым эти изменения происходят Я называю «законы природы» ». [20] Современный научный метод, сформировавшийся в то время (с Фрэнсисом Бэконом и Галилеем ), был направлен на полное отделение науки от теологии с минимальными размышлениями о метафизике и этике. Естественный закон в политическом смысле, задуманный как универсальный (т. Е. Отделенный от сектантской религии и случайностей места), также был разработан в этот период ( Гроций , Спиноза и Гоббс , чтобы назвать некоторых).

Различие между естественным правом в политико-правовом смысле и законом природы или физическим законом в научном смысле является современным, поскольку оба понятия в равной степени происходят от physis , греческого слова (переведенного на латынь как natura ) для обозначения природы . [21]

См. Также [ править ]

  • Эмпирический метод
  • Эмпирические исследования
  • Эмпирические статистические законы
  • Список законов
  • Гипотеза
  • Закон (принцип)
  • Философия науки
  • Физическая постоянная
  • Научные законы названы в честь людей
  • Теория

Ссылки [ править ]

  1. ^ "закон природы" . Оксфордский словарь английского языка (Интернет-изд.). Издательство Оксфордского университета. (Требуется подписка или членство в учреждении-участнике .)
  2. Уильям Ф. МакКомас (30 декабря 2013 г.). Язык естественнонаучного образования: расширенный глоссарий ключевых терминов и понятий в преподавании естественных наук и обучении . Springer Science & Business Media. п. 58. ISBN 978-94-6209-497-0.
  3. ^ "Определения из" . NCSE . Проверено 18 марта 2019 .
  4. ^ «Роль теории в продвижении биологии 21-го века: катализатор преобразовательных исследований» (PDF) . Краткий отчет . Национальная академия наук. 2007 г.
  5. ^ Гулд, Стивен Джей (1981-05-01). «Эволюция как факт и теория» . Откройте для себя . 2 (5): 34–37.
  6. ^ Honderich, велосипед, изд. (1995), «Законы, естественные или научные», Oxford Companion to Philosophy , Oxford: Oxford University Press, стр.  474–476 , ISBN. 0-19-866132-0
  7. ^ "Закон природы" . Оксфордский словарь английского языка (Интернет-изд.). Издательство Оксфордского университета. (Требуется подписка или членство в учреждении-участнике .)
  8. ^ a b Дэвис, Пол (2005). Разум Бога: научная основа рационального мира (1st Simon & Schuster pbk. Ed.). Нью-Йорк: Саймон и Шустер. ISBN 978-0-671-79718-8.
  9. ^ a b c Фейнман, Ричард (1994). Характер физического закона (под ред. Современной библиотеки). Нью-Йорк: Современная библиотека. ISBN 978-0-679-60127-2.
  10. Эндрю С. К. Эренберг (1993), « Даже в социальных науках есть законы », Nature , 365: 6445 (30), стр. 385. (требуется подписка)
  11. ^ Фейнмановские лекции по физике: Том 2, Р. П. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс, Addison-Wesley, 1964, ISBN 0-201-02117-X 
  12. ^ Энциклопедия физики (2-е издание), RG Lerner, GL Trigg, VHC Publishers, 1991, ISBN (Verlagsgesellschaft) 3-527-26954-1 (VHC Inc.) 0-89573-752-3
  13. ^ Классическая механика, TWB Kibble, European Physics Series, McGraw-Hill (Великобритания), 1973, ISBN 0-07-084018-0 
  14. ^ Гравитация и инерция, I. Ciufolini и JA Wheeler, Princeton Physics Series, 1995, ISBN 0-691-03323-4 
  15. ^ 2. ^ Классическая механика, TWB Kibble, European Physics Series, McGraw-Hill (Великобритания), 1973, ISBN 0-07-084018-0 
  16. ^ в Дарин Лехоукс, Что знали римляне? Исследование науки и создания миров (Чикаго: University of Chicago Press, 2012), рассмотрено Дэвидом Седли, «Когда природа получила свои законы», литературное приложение Times (12 октября 2012 г.).
  17. ^ Седли, «Когда природа получила свои законы», литературное приложение Times (12 октября 2012 г.).
  18. ^ Дэвис, Пол (2007-11-24). «Принимая науку на веру» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 7 октября 2016 . 
  19. Харрисон, Питер (8 мая 2012 г.). «Христианство и подъем западной науки» . ABC .
  20. ^ "Космологическая революция V: Декарт и Ньютон" . bertie.ccsu.edu . Проверено 17 ноября 2016 .
  21. ^ Некоторые современные философы, например Норман Шварц , используют «физический закон» для обозначения законов природы такими, какие они есть на самом деле, а не так, как они предполагаются учеными. См. Норман Шварц, Концепция физического закона (Нью-Йорк: издательство Кембриджского университета), 1985. Второе издание доступно в Интернете [1] .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Джон Барроу (1991). Теории всего: поиск окончательных объяснений . ( ISBN 0-449-90738-4 ) 
  • Дилворт, Крейг (2007). «Приложение IV. О природе научных законов и теорий». Научный прогресс: исследование о природе связи между последовательными научными теориями (4-е изд.). Дордрехт: Springer Verlag. ISBN 978-1-4020-6353-4.
  • Фрэнсис Бэкон (1620 г.). Novum Organum .
  • Ганзель, Игорь (1999). Понятие научного права в философии науки и эпистемологии: исследование теоретического разума . Дордрехт [ua]: Клувер. ISBN 978-0-7923-5852-7.
  • Дарин Лехоукс (2012). Что знали римляне? Исследование науки и создания миров . Издательство Чикагского университета. ( ISBN 9780226471143 ) 
  • Нагель, Эрнест (1984). «5. Экспериментальные законы и теории». Структура научных проблем в логике научного объяснения (2-е изд.). Индианаполис: Хакетт. ISBN 978-0-915144-71-6.
  • Р. Пенроуз (2007). Дорога в реальность . Винтажные книги. ISBN 978-0-679-77631-4.
  • Шварц, Норман (20 февраля 2009 г.). «Законы природы» . Интернет-энциклопедия философии . Проверено 7 мая 2012 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Physics Formulary , полезная книга в различных форматах, содержащая множество физических законов и формул.
  • Eformulae.com , веб-сайт, содержащий большинство формул по различным дисциплинам.
  • Стэнфордская энциклопедия философии : «Законы природы» Джона У. Кэрролла.
  • Бааки, Белал Э. "Законы физики: учебник" . Основная учебная программа, Национальный университет Сингапура .
  • Фрэнсис, Эрик Макс. «Список законов». . Физика . Системы Альциона
  • Пазамета, Зоран. «Законы природы». Комитет по научному исследованию претензий о паранормальных явлениях .
  • Интернет-энциклопедия философии . "Законы природы" - Норман Шварц
  • "Законы природы" , в наше время , обсуждение на BBC Radio 4 с Марком Бьюкененом, Фрэнком Клоузом и Нэнси Картрайт (19 октября 2000 г.)