|
七、多种质量带来的麻烦
前章已经提及牛顿对质量下的定义，即质量是“物质的量”，但牛顿没能把他的质量贯彻始终，没有为物质确立一种标量单位，而是借用重量这一矢量单位作为“物质的量”的单位，这就导致了物理学界为“质量”问题展开了200多年的激烈争论。争来争去，直到21世纪来临，人们依然没有为“物质”找到一个最本质的“量”与“度”，“物质”似乎只能依赖于“重力”而存在，导致物理学的“第一要素”或量纲依然不能“自立门户”，挂出独属于自己标量的旗幡来。 时间有自己的标量--------久度，几年几日几时几分皆可度量，空间有自己的标量----------长度，面积、体积、长短、广狭、大小皆可用尺寸测量，地球上的时空量度与宇宙间其它地方的量度是一致的，是宇宙通用的，唯一物质没有自己的通用量度。 当我们讲空间的基本长度时，可引出毫米或纳米做基本单元，当讲到时间久度时，可引出秒或毫秒做基本单元，但当我们要问物质的量度时，却不知道用什么来做基本的单元，只好借用重力学概念，引出克、毫克等。但当把这种单位拿到地球以外的超重或失重环境中时，我们竟无法知道1克、1毫克物质究竟是多少，谁也无法把这种基本单元度量出来，因为大家都找不到一种宇宙通用的衡器。 在这种情况下，人们不得不提出更多的解决办法，其中最著名的方案就是马赫（E•Mach，1838~1916）的“等效原理”，即把质量m分为“惯性质量”与“引力质量”。其实，在牛顿力学体系中，质量就是m，力就是F，F = mα= mg ，所谓“惯性质量”，就是与运动加速度α相关的质量，所谓“引力质量”，就是与重力加速度g相关的质量，两者都是矢量。 地球上的重力加速度g值无处不在，无时不有，无论这个物体的运动加速度是0还是非0，“引力质量”一直都伴随该物体而存在。因此，在牛顿力学体系中，“引力质量”才是最本质的质量，“惯性质量”只是物体在加速条件下的暂时表现，一旦物体静止或处于匀速直线运动状态，这种“惯性质量”就随之消失了。 当然“引力质量”害怕脱离引力环境，一旦进入失重状态，这种“引力质量”也就无法表现自身了。作为那些即失重，又处于静止或匀速直线运动状态的太空物体而言，它们必须通过另外的方式来寻找自己的质量。 在对“惯性质量”与“引力质量”做了划分之后，物理学家们又引申出什么“运动质量”与“静止质量”，似乎诸如“中微子”“光子”之类的微小粒子只有运动质量，而没有静止质量。即它们在静止时不受“万有引力”的重力作用，只在运动时才表现出某种运动加速度的性质，从而显现自身“惯性质量”的存在。但直到今天为止，没有人能说出光子与中微子的运动是匀速的还是加速的，其加速度α是多大，其运动质量是如何算出来的。 如前节所述，“引力质量”问题也并没有完全弄清，因为“引力”产生的机理是多元的，既有“万有引力”，又有“静电引力”与“静磁引力”，当处于“万有引力”场中的物体受到“静电引力”或“静磁引力”干扰时，我们并不清楚该物体的质量会否发生变化。 比如地面上的一块1公斤重的磁铁，它在弹簧秤上的一公斤标度是怎么确定的呢？是它自身包含着1公斤重的物质吗？铁磁地核的磁场没与它发生任何相互作用吗？没有人能明确回答这一问题，就静电场中的物体而言，也会面临类似的问题，物体的重量、电荷与磁极强度都会直接影响到“克、公斤”这些质量单位的大小，没有人能告诉我们“万有引力质量”、“静电引力质量”、“静磁引力质量”是如何同时作用于一个物体的。一个物体只能有一个质量，它要么是1克，要么是1公斤，当三种引力同时作用于它时，怎么去判断三者对1公斤质量贡献的比例呢（见图二十二）？ 1公斤铁的重量=1公斤引力质量？ 1公斤静电质量？ 1公斤静磁质量？ 电场？ 磁场？ 引力场？ 图二十二：质量与三种重量 质量是牛顿力学中的第一定义，“第一定义”都没被定下唯一的义来，其相关定义与概念就必然要出现众多歧义。因此，要对牛顿力学正本清源，首先要从质量定义下手，要把“质量”问题彻底清理一遍，使物质真正获得自己的通用标量，并永远划清与“重力”这种局域矢量的原则界限。 《大推动-------经典物理重建与牛顿力学批判》雷元星著； 第二章：牛顿力学的危机；七、多种质量带来的麻烦； 《大推动》雷元星先生著，四川科学技术出版社2003年12月出版。 ************************************************************************ 隆重再次推出反伪求真惊世新型科普文著 http://bbs17.xilu.com/cgi-bin/bbs/view?forum=puqingsong&message=62 ************************************************************************ |