Təbiətşünaslığın strukturunda aparıcı yerlərdən birini tutan və müasir təbiətşünaslıqda hələ də öz liderliyini qoruyub saxlayan fizikanın inkişafı bir sıra elmi inqilablarla müşayət olunmuş və təbiətin fundamental həyatının mühüm prinsipləri və qanunları öyrənilmiş, bunların əsasında isə müasir fiziki konsepsiyalar yaradılmışdır.
İnvariantlıq prinsipindən məkan və zaman bircinsliyi irəli gəlir. Məkan bircinsliyi o deməkdir ki, məkanda sistemin xassələri və hərəkət qanunları dəyişilmir, yəni onlar inersial sistemin koordinatlarının başlanğıc mövqeyinin seçilməsindən asılı deyil. Cismin hərəkətini kəmiyyətcə təsvir etmək üçün impuls (təkan) anlayışından istifadə olunur. İmpuls cismin kütləsinin onun sürətinə təsiri ilə müəyyən olunur. Məkanın bircinsliyindən impulsun saxlanması qanunauyğunluğu irəli gəlir. Qapalı sistemin impulsu saxlanılmır. Yəni zamanın axarında dəyişilmir. Bu qanun yalnız klassik fizikanın qanunları üçün deyil, həm də kvant mexanikasının prinsiplərinə tabe olan mikrohissəciklərin qapalı sistemləri üçün də doğrudur. Bu qanun universal xarakter daşıyır və təbiətin fundamental qanunlarından biridir.
Enerjinin itməməsi və çevrilməsi qanunu materiya və onun hərəkətinin məhvedilməzliliyinin və əbədiliyinin fiziki mahiyyətini və təsdiqini təşkil edir. Çünki, enerji hərəkətin və qarşılıqlı təsirin müxtəlif formalarının universal ölçüsüdür. Bu qanun ilk dəfə 1824-cü ildə alman həkimi Mayer tərəfindən formula edilmişdir. Bundan başqa rus fiziki, təbiətşünas Lomonosov və alman təbiətşünas filosofu Helmholls bu qanun barəsində maraqlı ideyalar söyləmişlər. Məkanın simmetriyasının mühüm xassələrindən biri də məkanın izotopluğudur. Bu xassə maddi obyektin bütün istiqamətlərdə eyniliyini göstərir. Məkanın izotopluğu məkanda simmetriyanın hər hansı bucağına bükülməsinə münasibətdə fiziki qanunların invariantlığını (dəyişməzliyini) bildirir. Mexaniki sistemin (Məsələn, Yer kürəsinin) fırlanma hərəkəti impuls momentinin köməyi ilə təsvir edilir. Məsələn, maddi nöqtə üçün impuls momenti nöqtənin fırlanma radiusuna impuls yaratması ilə müəyyən olunur. Məkanın izotopluğundan təbiətin impuls momentinin saxlanmasından ibarət fundamental qanunu irəli gəlir. Mahiyyəti: qapalı sistemin impuls momenti saxlanılır. Yəni, zamanca dəyişilmir. Müəllif: Arif Tağıyev
Təbiətin obyektlərinin və proseslərinin xassələrini anlamaq üçün obyektlərin məkan və zamanca invariantlığı prinsipi olduqca önəmlidir. Bu prinsipin mahiyyəti budur ki, məkan və zaman daxilində yerdəyişmə fiziki proseslərin gedişinə təsir etmir. Maddi obyektin məkan və zamanca dəyişilməsinə münasibətdə onun strukturunun, xassələrinin və formasının invariantlığı – simmetriya adlanır. Maddi simmetrləri məkan simmetriyasına əyani misal bərk cismlərin kristal strukturu ola bilər. Kristalların simmetriyası onun strukturunun, atom quruluşunun, xarici formalarının və fiziki xassələrinin qanunauyğunluğudur. Kristalın simmetrikliyi onun quruluşu ilə bağlıdır.
Zamanın bircinsliyi onun başlanğıcına münasibətdə fiziki qanunların invariantlığı (dəyişməzliyi) deməkdir. Məsələn, cism Yerin səthinə sərbəst şəkildə düşdükdə onun sürətinin cazibə qüvvəsi və qətt etdiyi yol yalnız başlanğıc sürətdən asılıdır və cismin sərbəst düşməsinin davamlılığı cismin nə zaman düşməyə başlamasından asılı deyil. Zamanın bircinsliyindən mexaniki enerjinin saxlanması qanunu irəli gəlir: aralarında konservativ (mühafizəkar) güclərin təsir etdiyi cismlərin sistemində tam mexaniki enerji saxlanır. Yəni, zamanca dəyişilmir. Konservativ güclər yalnız potensial sahələrdə təsir edir. Potensial sahə cismin bir haldan digər hala keçməsi zamanı təsir edən gücün cismin başlanğıc və son halından asılı olduğunu bildirir. Əgər, gücün həyata keçirdiyi iş cismin bir nöqtədən digərinə yerdəyişməsinin trayektoriyasından asılıdırsa, onda, belə güc dissepotiv güc adlanır. (Məsələn, sürtünmə qüvvəsi). Dissepotiv sistemlərdə mexaniki enerji başqa enerji növünə çevrildiyindən (Məsələn, masaj zamanı əl hərəkətinin mexaniki enerjisinin istilik enerjisinə çevrilməsində olduğu kimi) mexaniki enerji tədricən azalır. Bu proses dissepasiya prosesi, yaxud enerjinin səpələnməsi prosesi adlanır.
Təbiətdəki bütün mövcud sistemlər dissepotiv sistemlərdir. Konservativ və dissepotiv gücün təsir etdiyi sistemdə tam mexaniki enerji saxlanılmır. Deməli belə sistemdə mexaniki enerjinin saxlanması qanunu yerinə yetirilmir. Amma mexaniki enerji azaldıqda, həmişə ona ekvivalent (bərabər) kəmiyyətdə başqa enerji növü yaranır. Beləliklə enerji nə itmir, nə də yenidən yaranmır. Yalnız bir növdən başqa növə çevrilir.
Mənbə: Müasir təbiətşünaslığın konsepsiyaları