Понятие массы в классической и современной физике - Джеммер М.
Скачать (прямая ссылка):
«Как только я представляю себе какую-либо материальную или телесную субстанцию, я сразу же чувствую необходимость мыслить ее как ограниченную, имеющую ту или иную форму, как большую или малую в отношении к другим вещам и находящуюся в некотором определенном месте и в некоторое данное время; как существующую в движении или в покое; как соприкасающуюся или не соприкасающуюся с другими телами; как существующую в виде одной, нескольких или многих. Я не могу отделить субстанцию от этих условий, как бы ни напрягал свое воображение» 8.
Галилей перечисляет здесь первичные свойства материи: форму, размер, местоположение, соприкосновение, число, движение. Все эти свойства являются геометрическими (форма, размер, местоположение, соприкосновение), арифметическими (число) или кинематическими (движение). В этом списке совершенно отсутствует указание на какой-либо негеометрико-временной аспект материи. Только Эвангелиста Торричелли — долгое время спустя после разъяснения понятия массы Кеплером — добавляет массу в качестве величины, характеризующей первичные свойства материи. Сантиллана в интересном примечании к изданию «Диалогов о главнейших системах мира»9
8 «Discoveries and opinions of Galileo», trans. Stillman Drake (Doubleday, New York, 1957), p. 274.
9Galileo Galilei, Dialogue on the great world systems, ed. Giorgio de Santillana (University of Chicago Press, Chicago, 1953), p, 252.
68 Галилея описывает воззрения Галилея на массу следующим образом.
«Таким образом, имеются математические свойства, присущие материи. Но масса, несмотря на то что она поддается математическому выражению, не является одним из таких свойств, так как она представляет собой лишь другое название для самой материи и позволяет отличать материю от абстрактной материи, которая геометрична. Физическая реальность и масса — это два названия для одной и той же вещи, которая обладает движением, в то время как геометрические формы не обладают йм. Следовательно, масса не может быть определена в терминах чего-либо другого; она первична».
Имеется, однако, несколько мест в работах Галилея, которые предполагают идею инертной массы. В «Диалогах о главнейших системах мира» Сальвиати, например, спрашивает: «Не существует ли в теле, кроме естественной склонности к противоположному пределу (в тяжелом теле, имеющем тенденцию двигаться вниз, существует сопротивление движению вверх), еще и другое внутреннее и естественное свойство, которое заставляет его сопротивляться движению» 10. Галилей еще не мог ясно осознать, что это и есть то «внутреннее свойство», которое приводит к независимости скорости падающего тела от его веса — результат, для проверки которого он провел свои исторические эксперименты с металлическим шаром на наклонной плоскости.
Физика Галилея не выработала точной формулировки и даже не обнаружила явного признания того, что, кроме длины и времени, необходимо обосновать наиболее фундаментальное понятие классической физики. Только кепле-ровская астрономия заполнила этот пробел и, таким образом, закончила возведение основания, на котором гений Ньютона смог построить величественное здание классической механики.
Обрабатывая точные данные наблюдений Тихо Браге, Кеплер пришел к выводу, что необходимо отказаться от традиционного понятия кругового и равномерного движения небесных тел. В 1609 году он открыл, что допущение эллиптических орбит для планетных движений вполне согласуется с теми данными наблюдений, которыми он располагал. Замена кругов эллипсами вызвала, однако, новые трудности. Круговое движение со времен Платона
10 Ibid,, р. 228. считалось естественным движением планет в силу простоты, совершенства и непрерывности 11. Кеплер, естественно, должен был столкнуться со следующей проблемой: является ли движение планет по эллипсу естественным движением? Действительно ли понятие естественности есть первичное понятие или оно сводимо к причинному отношению, основанному на более фундаментальных законах природы? Поиски динамического объяснения планетных движений стали, таким образом, основным занятием Кеплера.
В нашем историческом анализе понятия силы 12 было показано, как Кеплер в поисках такого динамического объяснения развил идею физической силы из рудиментарного понятия «сила жизни», используя принцип «нематериального начала». Этому способствовало астрономическое исследование зависимости скорости планеты от расстояния. Формирование понятия массы у Кеплера шло тем же путем, что и формирование понятия силы. Существуют два дополнительных аспекта одного и того же мыслительного процесса. Именно таким образом понятие массы дополняет понятие силы. Понятие силы у Кеплера развилось из идеи активности разума, души или чистой формы, понятие массы — из понятия материи. Традиционное противопоставление формы и материи явилось общей основой для двух понятий. Кеплер обнаружил, что фактор, действующий противоположно активной силе, должен находиться в самой материи, так как, согласно неоплатонической традиции, природа материи именно такова, что она оказывает сопротивление реализации формы.
