Мы используем правило правой руки при вычислении крутящего момента не потому, что это направление, в котором крутящий момент указывает в реальном, физическом мире, а потому, что это удобный способ указать «знак» вращения и его ось, и пока мы выбираем одну координату систему и придерживаться ее, все работает.
Я думаю (могу ошибаться), что мы используем правило правой руки в электромагнетизме произвольно, но оно оказывается очень удобным только из-за правильной комбинации произвольного выбора Бенджамином Франклином для обозначения протекания тока и того, как наше магнитное поле было выровнено по точке. время выбора конвенции для севера. Но, по сути, это произвольно — если бы Бенджамин Франклин выбрал поток тока, соответствующий потоку электронов, мы бы либо использовали другой выбор осей, либо сказали бы, что магнитное поле отрицательно.
Я хочу сказать, что не думаю, что сама природа по своей природе «правша» в этой ситуации.
Есть ли в физике случай/ситуация, когда Правило правой руки и выбор координатных осей не произвольны, а заложены самой природой? Как же так?
Нет, это действительно произвольно. Причина, по которой мы сегодня используем правило правой руки ( хотя в прошлом оно могло быть выбрано из разных соображений удобства), заключается просто в том, что наша система координат является правой. Математически это означает, что мы определяем направления осей так, что вам нужно использовать правило правой руки для оценки этого перекрестного произведения:
и все оттуда вытекает.
С таким же успехом можно было бы определить левостороннюю систему координат, в которой -ось указывает в другую сторону. В этой системе координат вы использовали бы правило левой руки для оценки перекрестных произведений, но физика по-прежнему работала бы так же.
В эксперименте, обнаружившем нарушение четности, исследователи обнаружили, что мюоны испускаются параллельно (или антипараллельно, я не помню, но это было одно, а не другое) угловому моменту распадающихся ядер кобальта. Если бы физика развивалась с использованием левосторонней системы координат, я думаю, они пришли бы к противоположному результату, поскольку угловой момент — это то, что мы используем для определения правила правой руки — но именно по этой причине нет фундаментального различия между «параллельный» результат и «антипараллельный» результат. Направление углового момента и, следовательно, слово, которое мы используем для обозначения результата эксперимента по распаду кобальта, является артефактом нашей системы координат.
Недавно прочитал в книге теоретический разговор между инопланетянином и землянином, где землянин пытался объяснить, какая рука правая (без визуального контакта), а какая левая . Инопланетянин должен был бы провести эксперименты, чтобы определить ссылку слева или справа. Оказывается, после целой главы, показывающей, что в природе нет ничего, что бы наследственно различало левое и правое, был эксперимент с бета-распадом и вращением нейтрино. Я не помню подробностей, но, видимо, глубоко в недрах стандартной модели во Вселенной существует чувство левого и правого, по крайней мере, когда речь идет о субатомных частицах.
Вот если бы я снова нашел эту книгу в своей библиотеке... :-)
Кеннитм
Джастин Л.
Марк Эйхенлауб
Джон Алексиу