Понятие массы в классической и современной физике - Джеммер М.
Скачать (прямая ссылка):
18 Max Jammer, Concepts of force, chap. 9.
87 а также эволюцию самого понятия от непротяженного атомизма до энергетического динамизма, нетрудно понять, что для философа оно представляет собой предмет, несомненно достоверный, а для ученого — предмет методологически необоснованный. Противоречие между Кутюра и Махом в связи с этим может получить объяснение.
Динамическая интерпретация массы, данная Лейбницем, ведет по крайней мере к одному важному результату для физической науки: эта интерпретация подчеркивает проблематичность логического статуса и физического значения несколько парадоксального понятия силы инерции и, таким образом, ведет к элиминации этого понятия Иммануилом Кантом.
Для Ньютона масса была носителем силы инерции, а количество материи было пропорционально этой силе. В семнадцатом и восемнадцатом столетиях понятие силы инерции не было математической фикцией или искусственным построением, каким оно рассматривается в настоящее время в связи с принципом Д'Аламбера 19 или в связи с инерциальным поведением весомой материи при преобразованиях координатных систем. Это была физически существующая онтологическая реальность, сравнимая с любой другой известной физической силой, и она играла в то время важную роль в трактатах по механике.
Исследование Кантом онтологического и методологи ческого статуса силы инерции было его главным вкладом в фундаментальные проблемы физики. Удивительно, что, несмотря на обширную литературу по всевозможным аспектам кантовской философии, на этот важный вклад Канта, кажется, еще не обращалось внимание. Проблема массы и ее отношение к инерции является главным предметом четырех произведений Канта, три из которых относятся к докритическому периоду.
В «Мыслях об истинной оценке живых сил» 20, впервые опубликованных в 1746 году, Кант предлагает следовать
19 В современной формулировке принципа Д'Аламбера силой
инерции обычно называется величина —d(mr)ldt. Результирующая инерциальных сил и приложенных сил известна как эффективная сила, работа которой равна нулю для возможных перемещений, допускаемых связями системы.
20 См. И. Кант, Сочинения в шести томах, т. 1, «Мысль», M., 1963,
88 Аристотелю и Лейбницу, приписывая каждому физическому телу врожденную силу, которой оно обладает еще до протяжения. «Не было бы никакого пространства и никакого протяжения, если бы субстанции не обладали никакой силой действовать вовне. Ибо без этой силы нет никакой связи, без связи — никакого порядка и, наконец, без порядка нет никакого пространства» 21.
В «Физической монадологии», в которой еще видно влияние Лейбница и Вольфа, Кант сводит непроницаемость материи (положение восьмое) и ее инерцию (положение одиннадцатое) к силам, присущим материи. Каждый элемент физического тела обладает инерциальной силой в той мере, которая изменяется от элемента к элементу 22. В первом королларии к положению одиннадцатому Кант еще характеризует силу инерции как особого рода движущую силу, а во втором королларии он определяет массу как величину этой силы 23.
Однако два года спустя в «Новой теории движения и покоя» (1758) Кант выдвигает первые возражения против обоснованности понятия силы инерции. Напомним, что Ньютон в своих пояснениях к третьему определению «Начал» применяет понятие силы инерции в случае столкновения двух тел — в качестве противодействия «инертного» тела давящей силе. Кант, который до этого следовал Ньютону, в данном случае ставит интересный вопрос: как может быть внезапно нарушено равновесие действующих на тело сил, и именно так, что при этом возникает сила, которая действует в противоположном направлении в сравнении с приближающимся телом? Пытаясь свести обсуждаемое явление к принципу действия и противодействия, благодаря которому покоящееся тело должно рассматриваться как движущееся относительно приближающегося тела 24, Кант делает вывод, что хотя понятие
21 См. И. Кант, Соч. т. 1, стр. 69.
22 Там же, стр. 333: «Сила инерции любого элемента по сравнению с силой инерции элемента какого-нибудь другого вида может быть либо меньшей, либо большей».
23 Там же: «Масса тел есть не что иное, как количество силы инерции, посредством которой они либо сопротивляются движению, либо, будучи приведены в движение с известной скоростью, в состоянии сообщить телу определенный импульс».
24 Там же, стр. 382: «Но так как я доказал, что то, что ошибочно рассматривалось как состояние покоя по отношению к уда-
89 силы инерции и удобно для формулировки и выводов законов механики, тем не менее это понятие, в сущности, излишне. Наконец, в «Метафизических началах естествознания» 25, опубликованных спустя пять лет после «Критики чистого разума», Кант полностью отвергает ньютоновское понятие силы инерции, несмотря на тот факт, что самим предметом этой работы были философские основания механики Ньютона. Поскольку движение может противостоять движению, а не покою 26, то не инерция материи (ее неспособность двигаться) оказывает сопротивление движущей силе. Сила, которая сама не вызывает движения, представляет собой слово, не имеющее смысла 27. Понятие силы инерции должно быть устранено из естествознания, замечает Кант, несмотря на прославленное имя того, кто ввел это понятие. И не просто в силу парадоксальности названия, но потому, что сам термин заключает в себе противоречие. Вместо силы инерции Кант постулирует закон инерции, полагая, что этот закон соответствует категории причинности: любое изменение в состоянии движения имеет внешнюю причину 28. Что же можно сказать относительно понятия массы, которое первоначально Кант не отличал от величины этой силы? Согласно Канту, количество материи теперь есть величина активности в определенном объеме, а масса есть количество материи, рассматриваемой в то же время как активность 2Э. В теореме 1 Кант определенно заявляет: «Количество материи в сравнении со всякой другой измеряется количеством движения
