Симетрія (фізика)

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Симетрія (симетрії) — одне з фундаментальних понять в сучасній фізиці, що грає найважливішу роль у формулюванні сучасних фізичних теорій. Симетрії, що враховуються у фізиці, достатньо різноманітні, починаючи з симетрій звичайного тривимірного «Фізичного простору» (такими, наприклад, як дзеркальна симетрія), продовжуючи більш абстрактними і менш наочними (такими як калібрувальна інваріантність).

Деякі симетрії в сучасній фізиці вважаються точними, інші — лише наближеними. Також важливу роль відіграє концепція спонтанного порушення симетрії.

Історично використання симетрії у фізиці простежується з давнини, але найреволюційнішим для фізики в цілому, мабуть, стало застосування такого принципу симетрії, як принцип відносності (як у Галілея, так і у Пуанкаре — Лоренца — Ейнштейна), що стало потім немов зразком для запровадження та використання в теоретичній фізиці інших принципів симетрії (першим з яких став, мабуть, принцип загальної коваріантності, що є достатньо прямим розширенням принципу відносності і привів до загальної теорії відносності Ейнштейна).

Згідно з формулюванням акад. М. С. Гілярова «всі тварини, що активно пересуваються, мають зовнішню двосторонню симетрію, як білатерально симетричні і всі наші засоби транспорту (човен, літак, автомобіль і т. д.)». І двостороння (білатеральна або дзеркальна) симетрія тіл тварин, і зосередження просторового аналізу в головному мозку, що веде в подальшому до роз'єднання переднього мозку на два парних півкулі виводяться з основних характеристик поведінки тварин і зовнішнього середовища[1].

У дзеркальній симетрії тварин і побудованих людиною пересуваються технічних пристроїв можна бачити вияв принципу збереження симетрії, вперше висунутого Кюрі: симетрія фізичного тіла, що знаходиться в деякому просторі, визначається симетрією цього простору. Група симетрії двох об'єктів, що становлять єдине ціле, є спільною вищої підгрупою груп симетрії цих об'єктів[1].

Теорема Нетер[ред.ред. код]

Докладніше: Теорема Нетер

У 1918 році німецький математик Нетер довела теорему, згідно з якою кожній неперервній симетрії фізичної системи відповідає деякий закон збереження. Наявність цієї теореми дозволяє проводити аналіз фізичної системи на основі наявних даних про симетрії, якій ця система володіє. З неї, наприклад, випливає, що інваріантність рівнянь руху тіла з плином часу призводить до закону збереження енергії; інваріантність щодо зміщень у просторі — до закону збереження імпульсу; інваріантність щодо обертань — до закону збереження моменту імпульсу.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]