2.物理定律及其要求.docx

物理定律及其要求

物理定律是指从观察现象和实验中总结归纳得到的、能够全面准确地描述现象特征且经过重复验证和广泛认可的规律. 物理定律的建立过程主要包括：观察记录现象、逻辑分析推理、提出理论假设和预言、对预言进行实验检验、修改或优化假设，最终形成实验上可被反复证实的知识体系．在开展实验研究时，需要科学家进行缜密的实验设计、细致的实验观测和严格的数据分析．由于实验条件的限制，有的物理定律需要借助严密的逻辑推理，即思维实验.

物理定律是关于实验现象本质特征的陈述，通常需要满足一定的限制条件和通过定量的数学公式表示，而物理原理则来自物理学家对实验现象内在机理的诠释，通常具有一般性且用文字阐述．例如热力学第二定律揭示了自然界的自发过程的不可逆性，开尔文表述和克劳修斯表述分别从热机和制冷机的角度阐述了这种不可逆性． 熵增加原理则引入系统的态函数熵，用孤立系统的熵永不减少解释了热力学过程的不可逆性． 一些物理定律可以从基本物理原理推理得到．

美国曾有物理学家对什么是守恒定律进行了论述，即“在某些特定的环境中相互作用的一组物体，该组不管发生什么样的变化，在观察期它的这种或者那种可测度的量总和（笔者注：或者之差）依旧恒定不变.”力学系统的对称性和守恒律的研究具有重要的理论意义和实际价值，动力学系统若存在某种对称性，则意味着系统与该对称性相关的某种性质.由于动力学系统的对称性与不变量紧密相关，所以对称性也是积分运动方程的一个有力工具.