Una ley física, la ley científica, o una ley del de la naturaleza es una generalización científica basada en las observaciones empíricas del comportamiento físico. Las leyes empíricas son típicamente conclusiones basadas en los experimentos científicos repetidos durante muchos años, y que se han aceptado universal dentro de la comunidad científica . La producción de una descripción sumaria de la naturaleza bajo la forma de tales leyes es una puntería fundamental de la ciencia.

Las leyes de la naturaleza son distintas ley civil religiosa de y, y no se deben confundir con el concepto del derecho natural . Ni se debe la “ley física” confundir con la “ley de la física ” - el término “ley física” cubre generalmente leyes en otras ciencias (e.

Descripción

Varias características generales de leyes físicas se han identificado (véase a Davies (1992) y a Feynman (1965) según lo observado, aunque cada uno de las caracterizaciones no sea necesario original a ellas). Las leyes físicas son:
Verdad. ¡Por definición, nunca ha habido la contradicción repetible observations.
Universal. Aparecen aplicarse por todas partes en el universo. (Davies, 1992:82)
Simple. Se expresan típicamente en términos de sola ecuación matemática. (Davies)
Absoluto. Nada en el universo aparece afectarles. (Davies, 1992:82)
Estable. Sin cambiar desde primero descubierto (aunque pudieron haber sido demostrados para ser aproximaciones de un laws&mdash más exacto; ver el " Leyes como " de las aproximaciones ; debajo),
Omnipotente. Todo en el universo debe conformarse al parecer con ellas (según observaciones). (Davies, 1992:83)
Generalmente conservador de cantidad. (Feynman, 1965:59)
A menudo expresiones de las homogeneidades existentes (simetrías ) del espacio y del tiempo . (Feynman)
Típicamente teóricamente reversible en el tiempo (si quántum non- ), aunque el tiempo sí mismo sea irreversible. (Feynman) Los que entienden las matemáticas y los conceptos manan a menudo bastante para entender la esencia de las leyes físicas también sienten que poseen una belleza intelectual inherente . Muchos científicos indican que utilizan la intuición como guía en hipótesis que se convierten, puesto que las leyes son reflexión de simetrías y hay una conexión entre la belleza y la simetría . Sin embargo, éste no ha sido siempre el caso; Newton mismo justificó su creencia en la asimetría del universo porque sus leyes aparecían implicarlo.

Las leyes físicas son distinguidas de las teorías científicas por su simplicidad. Las teorías científicas son generalmente más complejas que leyes; tienen muchas piezas, y son más probables ser cambiadas como el cuerpo de datos experimentales disponibles y el análisis se convierte. Esto es porque una ley física es una observación sumaria de materias terminantemente empíricas, mientras que una teoría es un modelo que explica la observación, la explica, se relaciona la con otras observaciones, y hace las predicciones comprobables basadas sobre ella. Indicada simplemente, mientras que una ley observa el que sucede algo, una teoría explica el porqué y el cómo sucede algo.

Ejemplos

Artículo principal del : Lista de leyes en la ciencia . El considera también : Leyes científicas nombradas después de la gente

Algunas de las leyes de la naturaleza más famosas se encuentran en teoría de s de Isaac Newton las 'teorías de s (ahora) de los mecánicos clásicos, presentados en su Philosophiae Naturalis Principia Mathematica del, y Albert Einstein 'del de la relatividad . Otros ejemplos de leyes de la naturaleza incluyen la ley de Boyle de gases, de las leyes de conservación las cuatro leyes de la termodinámica, del etc.

Leyes como definiciones

Esas leyes que son apenas definiciones matemáticas (decir, ley fundamental de los mecánicos que - segundo = \ frac {DP} {despegue} ) del $de\; la\; ley\; de\; Newton\; F,\; oprincipio\; de\; incertidumbre,\; o\; menos\; principio\; de\; acción,\; o\; causalidad\; -\; están\; absolutamente\; correctos\; (simplemente\; por\; definición).\; Son\; extremadamente\; útiles\; -\; porque\; no\; pueden\; ser\; violados\; ni\; ser\; falsificados.$

Leyes que son consecuencias de simetrías matemáticas

Otras leyes reflejan las simetrías matemáticas encontradas en naturaleza (decir, el principio de exclusión de Pauli refleja la identidad de electrones, leyes de conservación reflejan la homogeneidad del espacio, el tiempo, y la simetría rotatoria del espacio-tiempo ). Las leyes se están comprobando constantemente experimental a un grado de exactitud más alto y más alto. El hecho de que nunca se hayan visto repeatably violó no imposibilita el probar de ellas en la exactitud creciente, que es uno de objetivos principales de la ciencia. Es siempre posible que sean invalidados por evidencia experimental repetible, contradictoria, debe ser visto. Sin embargo, los cambios fundamentales a las leyes son inverosímiles en el extremo, puesto que éste implicaría un cambio a los hechos experimentales que fueron derivados en del primer lugar.

Las leyes establecidas se han invalidado de hecho en algunos casos especiales, pero las nuevas formulaciones creadas para explicar las discrepancias se pueden decir para generalizar sobre, algo que derrocamiento, las originales. Es decir, las leyes invalidadas se han encontrado para ser solamente las aproximaciones cercanas (véase abajo), a las cuales otros términos o factores se deben agregar para cubrir las condiciones previamente inexplicables, e., muy grandes o mismo las pequeñas escalas del tiempo o espacio, las velocidades enormes o las masas, etc. Así, algo que conocimiento constante, las leyes físicas son realmente mejores vistas como serie de mejora y de generalizaciones más exactas.

¡Leyes como aproximaciones ley física -->

Algunas leyes son solamente aproximaciones de otras leyes más generales, y son buenas aproximaciones con un dominio restricto de la aplicabilidad. Por ejemplo, la dinámica neutoniana (que se basa en transformaciones galileas) es el límite de poca velocidad de relatividad especial (puesto que la transformación galilea es la aproximación de poca velocidad a la transformación de Lorentz). Semejantemente, la ley neutoniana de la gravitación es una aproximación de la bajo-masa de la relatividad general, y la ley de culombio es una aproximación a la electrodinámica de Quantum en las distancias grandes (comparadas a la gama de interacciones débiles). En tales casos es común utilizar las versiones más simples, aproximadas de las leyes, en vez de las leyes generales más exactas.

Origen de leyes de la naturaleza

Algunas leyes extremadamente importantes son simplemente definiciones. Por ejemplo, la ley central del F de los mecánicos = DP del /despegue ( " de s segundo de Newton del '; law" de mecánicos) se trata a menudo como definición matemática de la fuerza. Aunque el concepto de fuerza preceda la ley de Newton, no había definición matemática de la fuerza antes de Newton. El principio de menos acción (o el principio de la acción inmóvil ), la ecuación de Schroedinger, el principio de incertidumbre de Heisenberg, la causalidad y algunas otras leyes también entran en esta categoría (de definiciones matemáticas).

La mayor parte de las otras leyes físicas fundamentales son consecuencias matemáticas de las varias simetrías matemáticas . Específicamente, el teorema de Noether conecta las leyes de conservación fundamentales con las simetrías. Por ejemplo, la conservación de la energía es una consecuencia de la simetría del cambio del tiempo (no hay momento de tiempo diferente de cualquier otro), mientras que la conservación del ímpetu es una consecuencia de la simetría (homogeneidad) del espacio (no hay lugar en espacio especial, o diferente que cualquier otro). El indistinguishability de todas las partículas de cada tipo del fundamental (decir, los electrones, o los fotones) resultados en el Dirac y estadísticas de Bose que alternadamente dan lugar en el principio de exclusión de Pauli para los fermios y a la condensación de Bose-Einstein para los bosones la simetría parcial entre el tiempo y los resultados coordinados de las hachas del espacio en las transformaciones de Lorentz que alternadamente da lugar a teoría de la relatividad especial . La simetría entre el de inercia y el gravitacional forma resultados de en la relatividad general, y así sucesivamente.

El que de variación cuadrática inverso de interacciones medió por los bosones sin masa es la consecuencia matemática de la dimensionalidad 3 del espacio .

Tan al grado grande las leyes de la naturaleza son no leyes de la naturaleza por sí mismo, sino expresiones matemáticas de ciertas simplicidades (simetrías) del espacio, tiempo, etc. es decir allí son las cantidades (e. el origen de los coordenadas por tiempo y espacio, la identidad de un electrón específico) de las cuales nada depende. Actual la búsqueda para las leyes más fundamentales y la mayoría de los objetos fundamentales de la naturaleza es sinónima con la búsqueda para el grupo matemático más general de la simetría que puede ser aplicado a las interacciones fundamentales.

El uso de estas leyes a nuestras necesidades ha dado lugar a la eficacia espectacular de la ciencia - su energía de solucionar problemas de otra manera insuperables, y a predicciones cada vez más exactas hechas. Esto alternadamente dio lugar a diseño y a la puesta en práctica de la variedad de medios confiables del transporte y de comunicación, en la construcción de más calidad y abrigos comprables, en crear la variedad de drogas, en encontrar nuevas fuentes de energía, en la variedad que se convertía de hospitalidades, de etc.

Historia e influencia religiosa

Comparado a las cuentas premodernas de la causalidad, las leyes de la naturaleza llenan el papel desempeñado por la causalidad divina por una parte, y cuentas tales como teoría de s de Platón 'de las formas en el otro.

En todas las cuentas de la causalidad, la idea que haya regularidades subyacentes en naturaleza fecha a los tiempos prehistóricos, puesto que incluso el reconocimiento de las relaciones de la causa-efecto es un reconocimiento implícito que hay leyes de la naturaleza.

Progresar en la identificación por sí mismo del de las leyes, aunque, fue limitado por la creencia en el animismo, y por la atribución de muchos efectos que no tengan causes&mdash fácilmente obvio; por ejemplo el meteorológico, phenomena&mdash biológico astronómico de y ; a las acciones de varios dioses, los seres sobrenaturales de las bebidas espirituosas santo de los fantasmas que etc. intenta temprano formular leyes en términos materiales fueron hechos por los filósofos antiguos, incluyendo el Aristotle, pero sufrieron ambos de la carencia de las definiciones y de la carencia de las observaciones exactas (experimentación), y por lo tanto tenían varias ideas falsas - tales como la asunción que los efectos observados eran debido a las características intrínsecas de objetos, e. " pesadez, " " ligereza, " " humedad, " etc - que eran resultados que carecían los datos experimentales favorables exactos .

La formulación exacta de qué se reconoce hoy como las declaraciones correctas de las leyes de la naturaleza no comenzaron hasta el siglo XVII en el Europa, con el principio de la experimentación exacta y el desarrollo de la forma avanzada de matemáticas (véase el método científico ).

A pesar de creencia extensa de la endecha que las leyes de la naturaleza son de alguna manera " dios-dado, " no hay prueba científica de el, porque prácticamente todas las leyes son simplemente definiciones, o de declaraciones de la independencia cualquier cosa en ciertas cantidades como tiempo, espacio, fase, el etc - ver las leyes y la simetría arriba.

Esencialmente, la ciencia moderna tiene como objetivo la especulación mínima sobre la metafísica, y las leyes de la naturaleza son el resultado. Esto da lugar a la eficacia espectacular de la ciencia ambas en la explicación de cómo los trabajos del universo y en la fabricación de nuestra vida mejor, más de largo y más interesante (vía abrigos eficaces del edificio, transporte, comunicación y hospitalidad así como la ayuda alimentar a la población, las enfermedades de la curación, etc).

Significación, y renombre de descubridores

Debido a la comprensión permiten mirar la naturaleza de nuestra existencia, y debido a su energía antedicha para la solucion de problemas y la predicción, los descubrimientos o la definición (creación) de las nuevas leyes de la naturaleza se consideran entre los logros intelectuales más grandes de la humanidad. Debido a su delicadeza, su descubrimiento ha requerido típicamente energías extraordinarias de la observación y de la penetración, y otros en sus campos consideran a sus descubridores típicamente entre el el mejor y más brillante, y, notablemente cuando se trata Newton, Einstein, premio Emmy Noether, en el populacho general también.

Otros campos

Algunos teoremas matemáticos y los axiomas se refieren como leyes porque proporcionan la fundación lógica a las leyes empíricas.

Los ejemplos de otros fenómenos observados descritos a veces como las leyes incluyen el Titius-Presagian la ley de posiciones planetarias, ley de Zipf de la lingüística, ley de Moore del crecimiento tecnológico. Muchas de estas leyes bajan dentro del alcance de la ciencia incómoda . Otras leyes son pragmáticas y de observación, por ejemplo la ley de las consecuencias involuntarias . Por analogía, los principios en otros campos del estudio son referidos a veces libremente como " laws". Éstos incluyen la maquinilla de afeitar de Occam como un principio de la filosofía y el principio de Pareto de la economía .

Ver también

Filosofía de la ciencia
Método científico
Razonamiento inductivo
Comprobación constante

.

Zenithic

Liberty Hall (Crawfordville, Georgia)

Random links:

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