从不引起概念混淆的角度看，我宁愿使用“惯性荷”与“引力荷”两个术语来表示“惯性质量”与“引力质量”，从而将“质量”这个词
比如使微波背景各向同性的参照系就是一个宇宙学尺度上的“优越”参照系，这里“优越”的定义就是“使微波背景各向同性”，这里还有一个前提是“微波背景辐射是全宇宙均匀的”，否则各向同性就没有什么优越性了，不过是在倾斜的山坡上的一块倾斜的木板。
理论上的“优越”是指动力学上的优越。如果各参照系不存在统一的动力学方程，则能让动力学方程最简单的参照系就比较“优越”。然而实际情况却是，我们总可以通过改造物理概念和动力学方程使之对各种参照系都成立。从而将“参照系无关”“强加”给物理学。参照系有关的物理学在逻辑上照样可用，但人类的智力偏爱参照系无关这种外在的简单性。
比如，动量P=MV就是人们希望保持的概念，人们总是这样定义概念再来发展依赖于它的物理学。其实不这样定义，同样能得到“有用”的物理学。
在反映客观存在时，理论的创造是有一定的自由度的，只要在可观测部分相同就可以了。
吴：正如您所说，理论上的“优越”是指动力学上的优越。而我所说的特别优越参照系也就指用力学实验所确定的。
一个理论的建立允许猜想，就象培根还有马赫所认为的那样，将经验事实加以系统化必然要加入人的创造力。物理理论是概念、定律和定义的主观混合物，被当作自然界某一部分的模型。它并不断言自界是什么，而是说明它象什么。对于这种“猜想”有效性最起码的要求是它和实验结果相符。子公设（2）——“二级效应也找不到特别优越参照系的实验判据”不是经验的总结，而是爱因斯坦猜想性的公设。尽管由此公设建立起的理论有着对称的美，但“美”不能当作理由。
我作过这样的证明：在狭义相对论两大公设，只有采用与子公设（2）相反的公设代入，新的理论同样是自洽的。同样有着长度、质量、时间会依赖于因子φ变化。与相对论不同的是，φ不仅与相对速度有关，而还与绝对速度有关。这就表明，时钟的时率变化并不是公设（2）的专利。可惜的是，目前的实验无法证明究竟是子公设（2）正确，还是它相反的公设正确。
///正和：“美”确实不能作为主要理由，但在解释力相同时，“美”就成为决定性力量了，所以波动力学代替了矩阵力学。
而对“力”这种复杂概念的定义，就开始产生不可阻挡的分歧了。其实在P=MV的定义中就有了内含的分歧：可以理解为运动质量和牛顿速度的乘积，也可理解为静止质量与四维速度空间分量的乘积，但计算结果一致。而对于“力”F=dP/dt，则有了严重分歧，牛顿力是对表观时间求导，相对论力则是对固有时间求导，这时计算结果也不一致了。虽然计算结果不一致，但仍能自洽地解释和预测实验，因为解释的基础也变成了固有时间中动量的变化，并可以转化成表观时间中动量的变化。
能量、动量、角动量等守恒定律，虽然是从实验中发现的，但现在已经成为构造物理理论的一种逻辑要求。具备较多守恒定律的理论，也就是具备较大对称性的理论，总是比较“优越”。比如，高速粒子碰撞实验，如果假定质量不变，则动量守恒定律不成立，但人们不愿意失去动量守恒定律而宁愿运动质量可变。但相对论的做法更绝，因为静质量是协变的，所以宁愿改变速度定义，使用四维速度来保持动量守恒，又避免使用不协变的“动质量”。粒子物理学家通常是不用动质量概念的，只有对科普对象才这么讲。
吴：虽然物理学是以“物质”为研究主体的，但目前物理学却无法对物质的多少作出明确的定义。牛顿在《原理》的绪言中，对质量作如下定义：质量为物体所包含物质的量，它为比重与体积之积。由于比重无法先知道，因此这个定义等于没有说。很明显，我们只要物体所包含物质的量（物质多少）测量方法，那么牛顿这个定义就可以成为物物理理概念。
我们知道，尽管静能（或热能）的形式多样，但是它们都是不随参考系的改变而改变的物理量。然而，质点因运动而具有的动能Ek除了动能定理所赋予它的意义外不再有别的意思，即动能是物体机械能运动的一种度量，它的定义规定了他们的计算在不同参考系中有不同的结果。显然，单个质点的动能Ek和它的静能E0属于不同的概念。为此，我们作出如下定义：
///你对质点动能的认识终于有所突破，不再认为它是一种自相矛盾的东西了。
定义1：在各式各样能量集合中，若某种形式的能量与热量多少存在当量关系，则称该能量满足能量多少的定义，其特点是不随参考系的改变而改变。
我们知道，热功当量中的“功”，往往是指作用力和反作用力做功之和。显而易见，单个质点的动能增量与热量多少属于不同的概念，没有什么理由可以让我们认为二者存在当量关系，因此单个质点的动能增量不满足能量多少的定义。有了这个定义，我们可以清晰地把单个质点的动能和质点组的内能区分开来。
相应地，物理学本身没有对“物质多少”这样一个概念给以明确定义，物质的概念被认为是不说自明的。这是让人不满意的。物质不灭的哲学思想和能量转化及守恒定律让我们意识到能量是物质的一种存在形态，为此我们引入“物质多少” 这样一个概念，定义如下：
///因为“物质的量”超越了具体物质形态，所以“物质的量”在“质”上是不能定义的，但在“量”上却可以操作性地建立一个可用的概念体系：我们可以随意地拿来一个具体物体，规定它就是“1kg”（把这个1kg解释为“物质的多少”是毫不必要的），然后规定与之“惯性”相等的物体的“质量”都是1kg。惯性大小是通过物体抗拒加速的能力来测量的：将两物体放在天平两端，让天平垂直于横梁加速，如果平衡，则认为两物体惯性相等。与那个“1kg”物体惯性相同的物体“质量”都是1kg。实验证明，惯性具有传递性，即如果A=B，B=C则A=C，所以用惯性的大小作为“质量”就有了客观性。
把质量定义为“所含物质的多少”是一个伪定义，毫无价值。一个铅球与一个铁球怎么在这个伪定义上比较物质的多少？只有惯性可供实验比较，所以只有“惯性质量”与“引力质量”，而无“物质多少的质量”。引力质量同样可以类似定义：先指定一个物体为1kg，然后按“在相同条件下对同一个质点产生相同引力的物体都有相同的引力质量”为操作性测量依据。当然这是不太好用的定义，因为同一个物体，且不说引力太弱的问题，改变形状后对同一个质点产生的引力就不同了。但如果只考虑天体力学，则这个定义又比较好用了。实际上我们测量天体质量，用的正是“引力测量”法。
相对论只是公设“引力质量=惯性质量”，这是由同一引力场中的物体都有相同的自由落体加速度为实验依据的。
定义2：能量的多少E与常数A的比值，则称之为物质的多少，用M表示，即有：
E=MA （A为当量常数）
若让常数A选取适当单位，则M具有质量的量纲，故称M为物质质量，以便与惯性质量区分开来。
///通过能量来定义质量，显然是太迂回了，而且能量的测量远不如惯性的测量方便。前面的惯性质量或引力质量的定义和测量都是直接而有效的。
假定条件1：静能方程E0=m0c2各系成立（与子公设（2）相反的公设也有这个结论）
假定1与定义2相给合，则有M/m0 = c2/A，即物质质量与静惯性质量成正例关系。若进一定义c2/A=1，则有：
推论（1）：物体的静惯性质量总是与其物质质量相等。
///如前所述，没有必要在理论体系中引入“物质质量”，但为了形象化思维而非逻辑的需要，仍然可以说“物质质量”。从不引起概念混淆的角度看，我宁愿使用“惯性荷”与“引力荷”两个术语来表示“惯性质量”与“引力质量”，从而将“质量”这个词排除在物理学之外。
“在给定的体积中，物质的量愈多，惯性愈强”这是一个重要的经验规律，但在物理学中却找不到它的位置，以至我们常常把牛顿质量含糊地看是“物质多少”，因而质量守恒也看成物质守恒是一回事。有了推论（1），我们可以把牛顿质量（静质量）和物质多少（物质质量）统一起来，使这个“含糊”就成为“清晰”。
这样一来，动力学方程中F=d(mv)/dt的惯性质量m就要被物质质量M所取代，此外时间，空间变化也与M的变化因子φ存在依赖关系。 |