1.3 Закон сохранения электрического заряда

Законам взаимодействия атомов и молекул можно дать объяснение на основе представлений о том, что в природе существуют электрические заряды. Электрические заряды могут появляться не только в результате электризации при соприкосновении тел, но и при других взаимодействиях. В замкнутой системе, в которую не входят заряды, при любых взаимодействиях тел алгебраическая (с учетом знака) сумма электрических зарядов всех тел остается постоянной. Этот экспериментально установленный факт называется законом сохранения электрического заряда. Закон сохранения электрического заряда гласит, что алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется. (Хорошавина С. Г. Концепции современного естествознания: курс лекций / Изд. 4-е. – Ростов-на Дону: Феникс, 2005. - 480 с.)

Закон сохранения заряда выполняется абсолютно точно. На данный момент его происхождение не известно, в частности, не известно с какой симметрией он связан. Требование релятивистской инвариантности приводит к тому, что закон сохранения заряда имеет локальный характер: изменение заряда в любом заданном объёме равно потоку заряда через его границу. В изначальной формулировке был бы возможен следующий процесс: заряд исчезает в одной точке пространства и мгновенно возникает в другой. Однако, такой процесс был бы релятивистски неинвариантен: из-за относительности одновременности в некоторых системах отсчёта заряд появился бы в новом месте до того, как исчез в предыдущем, а в некоторых - заряд появился бы в новом месте спустя некоторое время после исчезновения в предыдущем. То есть был бы отрезок времени, в течение которого заряд не сохраняется. Требование локальности позволяет записать закон сохранения заряда в дифференциальной и интегральной форме. (Гусейханов М. К., Раджабов О. Р. Концепции современного естествознания: Учебник. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2007. - 540 с.)

В современной физике закон сохранения заряда, как обобщенного закона существуют в частном проявление закона сохранения массы, если учитывать гравитационную массу как заряд гравитационного поля, то следует говорить о законе сохранения гравитационного заряда. И тогда законы сохранения электрического и гравитационного зарядов можно рассматривать, как частные случаи закона сохранения обобщенного заряда. Гравитационная и инертная массы в соответствии с принципом эквивалентности масс в современной физике приравниваются. Нерелевантность данного принципа имеет экспериментальное подтверждение.

1.4 Закон сохранения массы

Закон сохранения массы - исторический закон физики, согласно которому масса как мера количества вещества сохраняется при всех природных процессах, то есть несотворима и неуничтожима.

Закон сохранения массы исторически понимался как одна из формулировок закона сохранения материи. Одним из первых его сформулировал древнегреческий философ Эмпедокл (V век до н. э.).

Закон сохранения массы вещества открыли М. В. Ломоносов и А. Л. Лавуазье почти независимо друг от друга. Они далеко продвинули развитие химии тем, что при химических реакциях применили физические методы, в частности взвешивание. Закон сохранения массы в химических процессах можно сформулировать так: сумма масс исходных веществ (соединений) равна сумме масс продуктов химической реакции. (Гусейханов М. К., Раджабов О. Р. Концепции современного естествознания: Учебник. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2007. - 540 с.)

Понимая значение законов сохранения, неуничтожимости материи для науки, М.В. Ломоносов, подтверждая свои мысли, повторил опыты английского ученого XVII в. Р. Бойля и получил тот же результат: вес металла увеличился; видоизменив опыт: после нагревания реторты на огне и охлаждения ее взвешивает сосуд, не отламывая горлышка, он доказал, что «без допущения внешнего воздуха вес сожженного металла останется в одной мере, никакой материи огня в реторту не проникает».

Закон сохранения массы звучит так: масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции. (Грушевицкая Т. Г., Садохин А. П. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие. - М.: Высшая школа, 1998.-383 с.)

В общефизическом смысле закон сохранения массы можно подвергнуть сомнению. Например, электрон и позитрон, обладающие массой, могут аннигилировать в фотоны, не имеющие массы покоя. А масса дейтрона, состоящего из одного протона и одного нейтрона, не равна сумме масс своих составляющих, поскольку следует учитывать энергию взаимодействия этих частиц. Подтверждается это и тем, что при радиоактивном распаде совокупная масса вещества уменьшается. Закон сохранения массы в физике работает с известными оговорками, а на самом деле является ограниченным и частным случаем закона сохранения энергии, с учётом известного соотношения для энергии массы покоя частиц: E = mc².

Таким образом, с точки зрения современной физики, этот закон неверен.