12 votos

Son derivaciones de las leyes de la física menos importante que las mismas leyes?

La proporcionalidad entre la energía cinética de las moléculas de gas y la temperatura es bien conocido el resultado. Este es generalmente de muestra considerando una caja cúbica que contiene un gas ideal, y que postula que las moléculas obedecen las Leyes de Newton. Después de unos pocos pasos de bastante intuitiva justificaciones, llegamos a $ \ P = \frac{2}{3}\frac{N}{V}\overline{KE}$, y junto con el empírica de la ley de los gases ideales, $PV = NRT$, obtenemos nuestra conclusión deseada.

Pero esto parece demasiado bueno para ser verdad. Sólo se consideraron una caja cúbica. Será el resultado todavía se mantienen si se toma una arbitrarias cuadro, con una forma arbitraria? Un estudiante que ha tomado bastante avanzadas de la Mecánica Estadística curso va a decir que sí, hay una más general y rigurosa argumento que reproduce nuestra muy querida $ \ P = \frac{2}{3}\frac{N}{V}\overline{KE}$, el uso de las integrales y así sucesivamente. Sin embargo, un experimentado físico se deshiciera de esta pregunta y la afirmación de que no importa cómo se obtuvo el resultado, porque la proporcionalidad de la temperatura y la energía cinética de un gas ideal es un sistema bien establecido de hecho experimental.

Tanto como me gustaría aceptar esta explicación, no puedo. Voy a intentar explicar por qué.

En astrofísica, el radio de Schwarzschild, dado por $\ R_{s}= \frac{2GM}{c^2}$ . Lo extraño acerca de este resultado es que no requiere la teoría de la Relatividad General, pero hay un clásico, pero de dudosa etimología, el uso de la velocidad de escape de la fórmula, $v_{escape} = \sqrt{\frac{2GM}{R}}$. Un físico de la afirmación de que esta derivación es incorrecto, porque la Mecánica Newtoniana se rompe cerca de o en la velocidad de la luz, y el resultado es un tumor benigno coincidencia.

Sin embargo, esta observación es muy diferente de la actitud adoptada anteriormente, que sólo la necesidad de llevar a cabo observaciones para validar un resultado, y que en realidad no importa cómo llegamos a ella. Regresar a los comienzos de los gases ideales resultado, ¿cómo sabemos que el argumento mediante una cúbica cuadro no es sólo una feliz coincidencia?

Estoy muy frustrado de que, a veces, los físicos se da por satisfecho con completamente heurística experimento de pensamiento para justificar un resultado, y en otras ocasiones, los papeles y los libros están escritos meticulosamente en la definición-teorema de la prueba de estilo. Por ejemplo, Schoen y Yau los papeles en Positivo el Teorema de la Energía, y Hawking y Ellis libro, La Estructura a Gran Escala del espacio-Tiempo, que es considerado un referente en su ámbito, escrito en la minuciosa matemática detalle. Además, he leído un montón de artículos publicados en revistas acreditadas, donde los teóricos intento de dar más general y rigurosa de las "pruebas" de conocidos los resultados. Penrose de la derivación de $E = mc^2$ ($1965$) es un caso en punto. ¿Por qué molestarse en hacerlo?

Yo estoy más satisfecho si los resultados pueden ser obtenidos de forma rigurosa. Pero como estudiante, yo estoy pagando un alto precio, porque me parece que no está progresando a un ritmo aceptable, debido al hecho de que yo pase demasiado tiempo desconcertante sobre los detalles de un físico de la derivación.

5voto

Por supuesto que son importantes. Una clara y rigurosa de la derivación es necesario si uno está dispuesto a comprender los límites intrínsecos de la ley (es decir, su dependencia de la situación física, los supuestos en los que es válida, etc.). Cada experiencia físico lo sabe. Él o ella pueden no estar interesados en la derivación, como no puede ser de interesado en el procedimiento experimental que llevó a la confirmación de la ley, pero ninguna de estas cosas es importante. Alguien en la comunidad científica debe ser consciente de cómo se puede derivar de la ley y cómo se puede experimentalmente confirmar su validez. Si usted se encuentra la mayoría de los interesados en la derivación de las leyes, en lugar de en su confirmación experimental, sólo significa que usted está más inclinado a la física teórica. El tiempo es el precio que alguien debe pagar cuando cuidar de las cosas que él considera importantes.

-1voto

John Duffield Puntos 4475

Son derivaciones de las leyes de la física menos importante que las mismas leyes?

No necesariamente. La cosa a recordar es que "las leyes de la física" en realidad no existen. Lo que existe es el espacio y la luz y la materia y los campos y otras cosas también. Estas cosas reales se comportan de la manera en que lo hacen porque de la manera que son. Se describe su comportamiento en el uso de las leyes de la física, y las derivaciones de esas leyes físicas. Pero tampoco son reales las cosas que realmente existen. Y no se puede estar seguro de que algún accidente de la historia significa la derivación debería haber sido la ley y viceversa. De cualquier manera, la más importante es sin duda la que proporciona un buen conocimiento y los avances científicos en la comprensión de aquellas cosas reales.

La proporcionalidad entre la energía cinética de las moléculas de gas y la temperatura es bien conocido el resultado.

Debido a que la temperatura es una propiedad emergente de movimiento. Lo que es real es el contenedor, y el gas, la cual está compuesta de moléculas que están en movimiento. $\ P = \frac{2}{3}\frac{N}{V}\overline{KE}$ es meramente una expresión matemática que relaciona una variedad de mediciones. Lo mismo para $PV = NRT$. El número de términos en la expresión no significa necesariamente que es más importante que alguna otra expresión.

enter image description hereGNUFDL imagen por Greg L ver Wikipedia

Este es generalmente de muestra considerando una caja cúbica que contiene un gas ideal, y que postula que las moléculas obedecen las Leyes de Newton. Después de unos pocos pasos de bastante intuitiva justificaciones, llegamos a $\ P = \frac{2}{3}\frac{N}{V}\overline{KE}$, y junto con el empírica de la ley de los gases ideales, $PV = NRT$, obtenemos nuestra conclusión deseada.

Y una comprensión de lo que la ley de los gases ideales está describiendo. Un contenedor de las moléculas de gas, que rebota en las paredes, lo que ejerce presión sobre las paredes. Cuanto más grandes son, más, y más rápido, mayor es la presión.

Pero esto parece demasiado bueno para ser verdad. Sólo se consideraron una caja cúbica. Será el resultado todavía se mantienen si se toma una arbitrarias cuadro, con una forma arbitraria?

Creo que ese es el enfoque equivocado yo. Cómo en la tierra que elaborar una ley o salir con alguna derivación si decidirte por el que más complicado escenario posible? En lugar de optar por el escenario más sencillo posible para reducir la complejidad de la cuestión.

Un estudiante que ha tomado bastante avanzadas de la Mecánica Estadística curso va a decir que sí, hay una más general y rigurosa argumento que reproduce nuestra muy querida $\ P = \frac{2}{3}\frac{N}{V}\overline{KE}$, el uso de las integrales y así sucesivamente. Sin embargo, un experimentado físico se deshiciera de esta pregunta y la afirmación de que no importa cómo se obtuvo el resultado, porque la proporcionalidad de la temperatura y la energía cinética de un gas ideal es un sistema bien establecido de hecho experimental.

Creo que es más probable que ignorarla porque él entiende el por qué de que la proporcionalidad está ahí, y que toda la expresión está diciendo es que una cosa que se puede medir se refiere a otro porque son diferentes formas de medir lo que sucede cuando las moléculas sonajero dentro de una caja.

Tanto como me gustaría aceptar esta explicación, no puedo. Voy a intentar explicar por qué. En astrofísica, el radio de Schwarzschild, dado por $\ R_{s}= \frac{2GM}{c^2}$. Lo extraño acerca de este resultado es que no requiere la teoría de la Relatividad General, pero hay un clásico, pero de dudosa etimología, el uso de la velocidad de escape de la fórmula, $v_{escape} = \sqrt{\frac{2GM}{R}}$. Un físico de la afirmación de que esta derivación es incorrecto, porque la Mecánica Newtoniana se rompe cerca de o en la velocidad de la luz, y el resultado es un tumor benigno coincidencia.

Un físico podría decir que es dudoso porque no está de acuerdo con la relatividad general de Einstein:

enter image description here

Otro podría decir que funciona porque cae un cuerpo debido a la velocidad de la luz es espacialmente variable, y que la velocidad de caída del cuerpo está relacionada con la variabilidad espacial en la velocidad de la luz. Y otro podría decir que es engañosa. No siempre va a ser de los desacuerdos. La vida sería aburrida si todos estamos de acuerdo acerca de todo.

Sin embargo, esta observación es muy diferente de la actitud adoptada anteriormente, que sólo la necesidad de llevar a cabo observaciones para validar un resultado, y que en realidad no importa cómo llegamos a ella. Regresar a los comienzos de los gases ideales resultado, ¿cómo sabemos que el argumento mediante una cúbica cuadro no es sólo una feliz coincidencia?

Porque entendemos la física. Entender esas cosas reales y la forma en que están.

Estoy muy frustrado de que, a veces, los físicos se da por satisfecho con completamente heurística experimento de pensamiento para justificar un resultado, y en otras ocasiones, los papeles y los libros están escritos meticulosamente en la definición-teorema de la prueba de estilo. Por ejemplo, Schoen y Yau los papeles en Positivo el Teorema de la Energía, y Hawking y Ellis libro, La Estructura a Gran Escala del espacio-Tiempo, que es considerado un referente en su ámbito, escrito en la minuciosa matemática detalle.

Yo creo que tienes derecho a tener preocupaciones. No estoy seguro creo que sus preocupaciones son el derecho preocupaciones.

Además, he leído un montón de artículos publicados en revistas acreditadas, donde los teóricos intento de dar más general y rigurosa de las "pruebas" de conocidos los resultados. Penrose de la derivación de $E = mc^2$ (1965) es un caso en punto. ¿Por qué molestarse en hacerlo?

Para intentar hacer valer a sí mismo. En mi humilde opinión Penrose tiene un hábito de apelar a Einstein, la autoridad, mientras que rotundamente contradiciendo el chico y, a continuación, gorjeos sobre la fantasía de la física, tales como el paralelo antiverse.

Yo estoy más satisfecho si los resultados pueden ser obtenidos de forma rigurosa. Pero como estudiante, yo estoy pagando un alto precio, porque me parece que no está progresando a un ritmo aceptable, debido al hecho de que yo pase demasiado tiempo desconcertante sobre los detalles de un físico de la derivación.

Mi consejo es tratar de llegar "en virtud de las matemáticas" y se enfocan en lo que los términos que en realidad significa. Entonces vas a entender esas cosas reales y la forma en que están. No se distraiga con cosas abstractas que no existen.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X