EnergiaConsideraţi pucul de hochei din figura de mai jos. Dacă se află în repaus, ar fi de aşteptat să rămână în repaus. Dacă ar începe să se mişte de unul singur, ar fi ciudat: ar trebui să aleagă o direcţie în care să se mişte, dar de ce ar alege pucul de hochei o  direcţie  şi nu alta?

 

 

 

 

CUPRINS
1.4. Conservarea energiei (a. Energia)

Dacă am observa un asemenea fenomen ar trebui să tragem concluzia că acea direcţie este într-un anume fel specială. Ar fi direcţia favorizată în care pucurile de hochei (şi posibil şi alte obiecte) preferă să se mişte. Aceasta ar viola intuiţia noastră despre simetria spaţiului, iar acesta este un caz în care intuiţia noastră are dreptate: un număr vast de experimente a demonstrat faptul că simetria este corectă. Cu alte cuvinte, dacă ridici pe ascuns cu o macara laboratorul de fizică, cu toţi fizicienii înăuntru, şi îl roteşti uşor, experimentele vor avea aceleaşi rezultate, în ciuda noii orientări a acestuia. Dacă nu au geamuri sau orice alte indicii (precum câmpul magnetic al Pământului), atunci aceştia nu vor remarca nimic până când nu îşi vor atârna în cui halatele pentru a se îndrepta spre casă şi vor ieşi în parcare.


Puc hochei
h / Un puc de hochei se află în repaus. Dacă s-ar deplasa spontan într-o direcţie, ar fi violată simetria tuturor direcţiilor în spaţiu.


James Joule
i / James Joule (1818-1889) a descoperit legea conservării energiei.


O altă modalitate de a ne gândi la această este că un puc ce se mişcă are o anumită energie, în timp ce unul aflat în repaus nu are. Nu v-am dat încă definiţia operaţională a energiei, dar vom construi încetul cu încetul una, şi la final se va potrivi destul de bine cu ideea voastră generală bazată pe viaţa cotidiană despre ce înseamnă energia. Indiferent de modul de calcul al energiei unui puc aflat în mişcare, este logic că un puc în repaus are energia egală cu zero. Începe să pară că energia se conservă. Un puc ce are iniţial energia zero trebuie să îşi păstreze energia zero, pentru a nu începe a se mişca de unul singur.

Aţi putea concluziona din această discuţie că avem un nou exemplu al teoremei lui Noether: simetria spaţiului în raport cu orice direcţie trebuie să fie echivalentă, într-un mod misterios, cu conservarea energiei. De fapt acest lucru nu este foarte corect, iar posibila confuzie se datorează faptului că nu luăm în considerare întregul enunţ matematic al teoremei lui Noether. De fapt, vom vedea în curând că această conservare a energiei este în legătură mai strânsă cu un alt timp de simetrie, şi anume, simetria în raport cu trecerea timpului.