Понятие массы в классической и современной физике - Джеммер М.
Скачать (прямая ссылка):
ряющему телу, в действительности есть по отношению к нему некоторое движение, то ясно само собой, что упомянутая сила инерции придумана без всякой нужды и что при каждом ударе имеет место движение одного тела по направлению к другому телу, которое с равной степенью силы двигается навстречу первому, чем очень легко и понятно объясняется равенство действия и противодействия без всякой необходимости придумать еще какой-то особый вид силы природы. При всем том эта общепринятая сила чрезвычайно удобна для того, чтобы безошибочно и легко вывести из нее все законы движения».
25 И. Кант, Соч., т. 6.
26 Там же, стр. 160.
27 Там же.
28 Там же.
29 Там же, стр. 143.
90 при данной скорости»30. Хотя изложение этих идей Кантом не всегда достаточно ясно и современный читатель может не найти здесь дополнительной информации операционального значения, тем не менее очевидно, что Кант вполне осознавал проблематичный характер ньютоновского понятия массы. Элиминация Кантом метафизического понятия vis inertiae или vis insita подготовила путь для более положительного подхода к понятию массы.
30 И. Кант, Соч., т. 6, стр. 143. Глава VIII СОВРЕМЕННОЕ ПОНЯТИЕ МАССЫ
Для философии природы восемнадцатого и девятнадцатого столетий было характерно то, что называлось субстанциальным понятием материи: материальные объекты рассматривались как содержащие субстанциальный субстрат, лежащий в основе всей физической реальности. К тому же этот субстрат рассматривался как абсолютный, так как он имел функцию носителя изменяющихся свойств, данных нам в ощущениях, не испытывая сам никакого воздействия со стороны этих свойств, подобно тому как ньютоновское пространство было абсолютным, действуя в качестве инерциальной системы по отношению ко всем материальным объектам и не испытывая никакого воздействия со стороны последних. Сохранение тождественности физических объектов во времени, несмотря на изменчивость воспринимаемых нами свойств, относилось к субстанциальности материи.
Постепенно с признанием инертной массы обнаружилось, что эти метафизические построения получают научное основание в принципе сохранения массы. Конечно, в «Началах» Ньютона уже содержалась в неявном виде идея того, что количество материи сохраняется в процессе развития материальной системы. Методологическая важность этого принципа была подчеркнута Кантом, который поместил его в один ряд с законами движения \ отметив при этом, что «общая метафизика» полагает принцип сохранения массы как постулат. Действительно, этот принцип рассматривался как существенный элемент древней идеи неразрушимости и несотворимости материи, выраженной ранними атомистами — Эмпедоклом, Аристотелем, Лукрецием и др.
1H. Кант, Метафизические начала естествознания, Соч., т. 6, стр. 148.
92 Новое подтверждение принципа было дано в восемнадцатом столетии химическими исследованиями Антуана Лавуазье. В своем трактате «Элементы химии», опубликованном в 1789 году 2, Лавуазье показал, что принцип сохранения массы применим также и к химическим реакциям: «Ничто не создается ни при искусственных, ни при естественных операциях, и можно принять за правило принцип, что в каждом процессе в начальный и конечный момент находится неизменное количество материи »3*. Лавуазье иллюстрирует действие этого принципа на примере процесса брожения вина, в котором вес, или масса, первоначальных веществ (вода, сахар, дрожжи) равен весу компонентов, полученных в результате брожения (отстоявшийся напиток, углекислый газ). После опубликования результатов этих исследований были предприняты количественные исследования множества других химических реакций с использованием весов, и этот принцип сразу же был принят первыми сторонниками новой химии. Тем временем стало известно, что вес тел находится в зависимости от их положения на земной поверхности, из чего было ясно, что в физических и химических процессах в дейстдительности сохраняется не вес, а масса. Более того, так как масса рассматривалась в качестве универсальной и единственно универсальной характеристики физических тел, которая сохранялась, то понятие массы для всех практических целей отождествлялось с понятием субстанции. Оно, таким образом, стало основным понятием в субстанциальной концеппии материи. Еще в 1896 году Фрейшине в своих очерках по философии науки заявлял: «Если бы мне необходимо было дать определение материи, то я бы сказал: „Материя есть все то, что имеет массу, или все то, что требует силы для того, чтобы прийти в движение"»4.
И все же, несмотря на определяющую роль этого понятия, ему не было дано никакого формального определения. Обычно его рассматривали как синоним понятия
2 «Tratte elementaire de chimie».
3 Цит. по A. JI. Лавуазье, Мемуары, JI., 1931, стр. 26. (Предисловие).
4 Charles deFreychinet, Essais sur Ia philosophie des
sciences (Paris, 1896), p. 168: «Si j'avais a definir la matiere, je dirais: la matiere est tout ce qui a de la masse, ou tout ce qui exige de la force pour acquerir du mouvement».
93 количества материи, не объясняя, как измерить это количество, и не применяя какую-либо другую операциональную интерпретацию. Так, в физическом словаре Бриссона масса определяется как количество материи, которое содержит тело 5. В физическом словаре Сиге де ла Фона дается почти такое же определение массы 6. Учебники и трактаты по механике в восемнадцатом столетии не предлагают никаких лучших определений массы.
