Таким образом, к середине XIX в.
оформились законы сохранения
массы и энергии, которые трактовались
как законы сохранения материи
и движения. В начале XX в. оба
эти закона сохранения подверглись
коренному пересмотру в связи
с появлением специальной теории
относительности: при описании
движений со скоростями, близкими
к скорости света, классическая
ньютоновская механика была заменена
релятивистской механикой. Оказалось,
что масса, определяемая по
инерциальным свойствам тела, зависит
от его скорости и, следовательно,
характеризует не только количество
материи, но и ее движение. Понятие
энергии тоже подверглось изменению:
полная энергия оказалась пропорциональна
массе (Е = mс2). Таким образом,
закон сохранения энергии в
специальной теории относительности
естественным образом объединил
законы сохранения массы и
энергии, существовавшие в классической
механике. По отдельности эти
законы не выполняются, т.е.
невозможно охарактеризовать количество
материи, не принимая во внимание
ее движение и взаимодействие.
Эволюция закона сохранения энергии
показывает, что законы сохранения,
будучи почерпнутыми из опыта,
нуждаются, время от времени в экспериментальной
проверке и уточнении. Нельзя быть уверенным,
что с расширением пределов человеческого
познания данный закон или его конкретная
формулировка останутся справедливыми.
Закон сохранения энергии, все более уточняясь,
постепенно превращается из неопределенного
и абстрактного высказывания в точную
количественную форму.
- Законы
сохранения в микромире
[6] Большую роль законы сохранения играют
в квантовой теории, в частности, в физике
элементарных частиц. Законы сохранения
определяют правила отбора, нарушение
которых привело бы к нарушению законов
сохранения. В дополнение к перечисленным
законам сохранения, имеющим место в физике
макроскопических тел, в теории элементарных
частиц возникло много специфических
законов сохранения, позволяющих интерпретировать
наблюдающиеся на опыте правила отбора.
Таков, например, закон сохранения барионного
или ядерного заряда, выполняющегося при
всех видах взаимодействий. Согласно ему,
ядерное вещество сохраняется: разность
между числом тяжелых частиц (барионов)
и числом их античастиц не изменяется
при любых процессах. Легкие элементарные
частицы — лептоны (электроны, нейтрино
и т.д.) также сохраняются.
Существуют и приближенные законы
сохранения, выполняющиеся в одних
процессах и нарушающиеся в
других. Такие законы сохранения
имеют смысл, если можно указать
класс процессов, в которых
они выполняются. Например, законы
сохранения странности, изотопического
спина, четности строго выполняются
в процессах, протекающих за
счет сильного взаимодействия, но
нарушаются в процессах слабого
взаимодействия. Электромагнитное
взаимодействие нарушает закон
сохранения изотопического спина.
Таким образом, исследования элементарных
частиц вновь напомнили о необходимости
проверять существующие законы
сохранения в каждой области
явлений. Проводятся сложные эксперименты,
имеющие целью обнаружить возможные
слабые нарушения законов сохранения
в микромире.
Проверка механических законов
сохранения есть проверка соответствующих
фундаментальных свойств пространства
— времени. Долгое время считали,
что кроме перечисленных элементов
симметрии (сохранение энергии
связано с однородностью времени,
сохранение импульса — с однородностью
пространства), пространство — время
обладает зеркальной симметрией,
т.е. инвариантностью относительно
пространственной инверсии. Тогда
должна была бы сохраняться
четность. Однако в 1857 г. было
экспериментально обнаружено несохранение
четности в слабом взаимодействии,
поставившее вопрос о пересмотре
взглядов на симметрию пространства
— времени и фундаментальных
законов сохранения (в частности,
на законы сохранения энергии
и импульса).
Литература
1. Очерки по
истории русской ботаники, М., 1947;
2. Русские ботаники.
Биографо-библиографический словарь,
сост. С. Ю. Липшиц, т. 1--4, М., 1947--1956;
3. Базилевская
Н. А., Мейер К. И., Станков С.
С., Щербакова А. А. Выдающиеся отечественные
ботаники. М.: Гос. учебно-пед. изд-во Мин.
просв. РСФСР, 1957
4. Развитие биологии
в СССР, М., 1967, с. 21--158, 695--709;
5. Базилевская
Н. А., Белоконь И. П., Щербакова
А. А., Краткая история ботаники,
М., 1968;
6. Концепции современного
естествознания. Горбачев В.В. (2005, 672с.)
7. Закономерности окружающего
мира. ( В 3-х книгах ) Тарасов Л.В.
(2004)