flying_bear (flying_bear) wrote,
flying_bear
flying_bear

Categories:

О соотношении обратимости и необратимости физических законов

- Речь идет о действительно фундаментальной и реально существующей проблеме (вывод необратимых законов термодинамики неравновесных процессов, того же уравнения теплопроводности, из формально обратимых уравнений Гамильтона - или, в квантовом случае, уравнения Шредингера).

- Разве деление на фундаментальные и нефундаментальные законы не есть отчасти свойство бытового языка, а не физики? Граница между фунд. и нефунд. абсолютно ясная и жесткая?

Разве (рассуждая о времени) формальная обратимость законов всегда выглядит "естественно"?

- 1) Нет, это не свойство бытового языка. Законы физики иерархичны, и это, предположительно, отражение какого-то важного (вероятно, не до конца понятого) свойства реальности. Иными словами, возможна не только феноменология (типа классической термодинамики), но и микроскопика (типа молекулярно-кинетической теории Максвелла, Клаузиуса и Больцмана). Закон Ома не фундаментален, он выводится в каких-то приближениях из законов квантовой механики и электродинамики (при этом, входящее туда сопротивление можно, на основании этих законов, вычислять, определять его температурную зависимость, и т.д.). А вот уравнение Дирака - фундаментальное, оно не выведено, а угадано. Общая теория относительности более фундаментальна, чем классическая теория тяготения Ньютона - в том смысле, что последняя из нее выводится в каких-то приближениях и с поправками, а в обратную сторону это не работает. Закон сохранения заряда более фундаментален, чем закон Ома, еще по двум причинам: (1) он универсальнее (легко найти ситуацию, в которой не выполняется закон Ома, и, по-видимому, невозможно - в которой не выполняется закон сохранения заряда) и (2) он выполняется с намного, намного более высокой точностью.

(2) Симметрия фундаментальных законов относительно обращения времени приводит к непосредственно проверяемым экспериментальным следствиям. Скажем, теорема Крамерса (следствие инвариантности уравнения Шредингера относительно обращения времени) приводит к вполне конкретным свойствам магнитных пучков (у меня совсем недавно была работа с экспериментаторами*). Из этой инвариантности фундаментальных законов следуют еще, например, соотношения Онсагера между различными кинетическими коэффициентами. И много других прямых проявлений фундаментальных симметрий на макроуровне, где они, по видимости, не работают. Работают, и еще как. Сюда же - статистика спектра (различие между ортогональными, унитарными и симплектическими ансамблями, которая тоже приводит к вполне наблюдаемым эффектам, у меня тоже была работа с экспериментаторами**).

Ссылки на мои работы, вместо корифеев и классиков, приведены, чтобы подчеркнуть, что это все не какая-то заумь, интересная только философам науки, а совершенно непосредственная физическая реальность, с которой приходится иметь дело чуть не любому работающему физику.

_________
*A. Diaz-Bachs, M. I. Katsnelson, and A. Kirilyuk,
Kramers degeneracy and relaxation in vanadium, niobium and tantalum clusters
NEW J PHYS 20, 043042 (2018)
https://arxiv.org/abs/1803.04320

**P. G. van Rhee, P. Zijlstra, T. G. A. Verhagen, J. Aarts, M. I. Katsnelson, J. C. Maan, M. Orrit, and P. C. M. Christianen,
Giant magnetic susceptibility of gold nanorods detected by magnetic alignment
PHYS REV LETT 111, 127202 (2013)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.111.127202
Tags: наука умеет много гитик 18
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 70 comments