Понятие массы в классической и современной физике - Джеммер М.
Скачать (прямая ссылка):
Эти эксперименты, повторенные более тщательным образом Ф. В. Бесселем в 1832 году 47, объясняют употребление весов для сравнения или определения величины масс.
Несмотря на пропорциональность, вес и масса совершенно различные понятия. И это было экспериментально показано Жаном Рише. Посланный Французской академией в Кайенну (Французская Гвиана) с целью произвести астрономические наблюдения для определения солнечного параллакса и осуществить измерения, он заметил,
47 F. W. В е s s е 1, Studies on the length of the seconds pendulum; его же: «Experiments on the force with which the earth attracts different kinds of bodies»; см. «Abhandlungen der Preussi-schen Akademie» (1826 u. 1830); см. также «Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie» 25, 1—14 (1832) u. 26, 401—411 (1833). Среди веществ, использованных Бесселем, были метеорное железо и метеорные камни.
80 что его маятниковые часы отставали в сравнении со средним движением Солнца ежесуточно на I1I2 минуты 48. Ньютон ссылается на эти наблюдения в своих «Началах» в предложении XX под названием: «Найти и сравнить между собой веса тел в разных областях Земли» 49. Вес, который до тех пор рассматривался вообще как фундаментальное и часто существенное свойство материи, обнаружил свою сводимость к массе и ускорению. Количество материи, или масса, и вес стали сразу же двумя совершенно различными понятиями. Техническое значение первого понятия как массы и его резкое противопоставление весу хотя неявно и содержалось в «Началах», тем не менее впервые было ясно подчеркнуто И. Бернулли в его сочинении «Размышления о природе колебаний» б0. В этой работе И. Бернулли утверждает, что масса, умноженная на ускорение свободного падения, есть вес тела.
48 «Observations... par Monsieur Richer de Г Academie Royale des Sciences», «Memoires», vol. 7, part 1 (Paris, 1729), p. 233—326.
49 И. Ньютон, Математические начала..., стр. 537.
60 «Opera omnia» (Lausanne and Geneva, 1742), vol. 2, p. 169: «Ex ratione materiae quantitatis, quam vocabo massam vel molem, et ex ratione gravitatum acceleratricium; componendo namque duas posteriores nascitur ratio ponderum».
6-786 Г лава VIl
ФИЛОСОФСКИЕ ВИДОИЗМЕНЕНИЯ НЬЮТОНОВСКОГО ПОНЯТИЯ МАССЫ
Систематизация Ньютоном понятия массы и выяснение его отношения к понятию веса имело решающее значение не только для развития механики и физики, но и для науки вообще. В механике масса стала рассматриваться в качестве фундаментальной характеристики тел и в конечном счете отождествляться с телом. «Определение физических тел как масс было значительным достижением, необходимым в современной механике, вслед за природой пространства, исследовавшейся Галилеем и Декартом, и природой времени, описанной Барроу»
В области химии систематизация массы способствовала ниспровержению алхимии и дала основу для возникновения современной количественной химии. Необходимо напомнить, что вес для алхимика был несущественным свойством материи: увеличение веса с необходимостью не связывалось с притоком дополнительной материи. Другими словами, количество материи необязательно должно изменяться, если, например, свинец становится золотом и увеличивается в весе в процессе своей трансмутации. Алхимики были убеждены, что небольшое количество магистериума может превратить несколько фунтов свинца в тысячи фунтов золота 2, и очень редко рекомендовали весы в качестве инструмента исследований. Николай Кузанский в своем диалоге «О статических опытах» 3 рассматривает взвешивание как наиболее надежный и наиболее точный метод исследования, так как Бог
1Edwin Arthur Burt t, The metaphysical foundations of modern science (Doubleday, New York, 1954), p. 240.
2Johannes Wislicenu s, Die Chemie und das Problem der Materie (Leipzig, 1893), S. 24.
3Nicholas о Cus a, Opera omnia, Hrsg. C. Baur (Leipzig,
82 Сотворил мир в соответствии с «мерой, числом и весом» 4. Но мнение Николая Кузанского было исключением. Использование весов в качестве систематического метода в химических и физических исследованиях получило свое научное обоснование и логическое оправдание только в работах Ньютона и в особенности благодаря выявлению пропорциональности между массой и весом.
Такое мнение не было неоспоримым даже спустя значительное время после опубликования «Начал». В этом можно убедиться, если изучить, например, теорию материи Лейбница. В 1716 году в своем пятом письме к Кларку Лейбниц писал: «Что касается ртути, то она в самом деле содержит приблизительно в 14 раз больше тяжелой материи, чем вода того же объема, но из этого не следует, что она в абсолютном смысле содержит в 14 раз больше материи» б.
Теория материи у Лейбница и в особенности его понятие массы являются чрезвычайно сложными. Кутюра в своей интересной статье «Система Лейбница, изложенная Кассирером» 6 заявляет, что введение понятия массы принадлежит Лейбницу 7. В то же время Мах решительно отрицает, что Лейбниц имел понятие массы 8. Каким же образом могло случиться, что два таких проницательных исследователя, как Кутюра и Мах, так очевидно противоречат друг другу?
