Понятие массы в классической и современной физике - Джеммер М.
Скачать (прямая ссылка):
С увеличением скорости масса возрастает. Таким образом, очевидно, что все ассоциации с понятием количества материи, которое исторически предшествовало понятию массы, являются полностью потерянными, как это уже произошло в электромагнитной теории материи. Иначе мы должны будем прийти к выводу, что движение порождает материю — результат, против которого решительно выступил Буллиальд еще в 1639 году 36.
36 А 1 f г е d CTR a h і 1 1 у, Electromagnetics, a discussion of fundamentals (Cork University Press, Cork; Longmans, Green, London, New York, 1938). См. также Parry Moon and Domina Eberle Spencer, The new electrodynamics and its bearing on relativity, в: «Kritik und Fortbildung der Relativitatstheorie» (Akademische, Druck- und Verlagsanstalt, Graz, 1958), S. 144-159.
36 Ismael Bullialdus (Boulliaud), Philolai sive dissertationis de vero systemate mundi libri quatuor (Amsterdam, 1639). В своем исследовании ускорения (и тяжести) свободного падения (кн. I, гл. 4) Буллиальд критикует теорию, согласно которой тело в процессе падения и благодаря падению приобретает дополнительную тяжесть. Если бы это было так, говорит он, то «отсюда следовало бы, что посредством локального движения можно произвести нечто подобное материи; это, однако, ошибочно, так как на основании локального движения можно только утверждать «где», но нельзя получить никакой новой субстанции». Глава XIII МАССА И ЭНЕРГИЯ
Так как электромагнитная теория Максвелла с исторической точки зрения была самой ранней теорией поля, достигшей высокой степени последовательности и логической зрелости, то не удивительно, что современное развитие понятия массы внутренне связано с различными фазами этой теории. Не только электромагнитное понятие массы, как это предполагается в самом названии, развито из этой теории, но, как мы уже видели в предыдущей главе, и понятие массы в теории относительности исторически и по существу 1 возникло из того же источника. Электромагнитная теория Максвелла выдвинула также, хотя и менее непосредственным образом, другое понятие массы, названное одним из величайших открытий двадцатого века 2.
Максвелл показал, что работа, необходимая для создания электромагнитного поля, может рассматриваться как эквивалентная энергии, образованной в пространстве и обладающей плотностью w9
^ = JL (Е-+H«), (1)
где E — вектор электрического поля, H — вектор магнитного поля. Эта формула применима также и к нестатическому полю, где в соответствии с законом сохранения энергии она должна течь из одного места в другое, чтобы компенсировать изменения, происходящие в данной области пространства. Энергия, переносимая
1 Так как уравнения Лоренца, будучи основой для вывода зависимости массы от скорости, описывают те преобразования, по отношению к которым уравнения Максвелла являются кова-риантными.
2Edmund Whittaker, History of the theories of aether and electricity (Nelson, Glasgow, London, 1953), vol. 2, p. 51.
12-786
177 в единицу времени через единицу площади, как пока зал Д. Г. Пойнтинг в 1884 году 3, дается вектором
Правда, еще до Пойнтинга перенос энергии ассоциировался с электрическим током, но при этом электрическая энергия рассматривалась как заключенная в проводник, по которому она передавалась. В теории потока энергии Пойнтинга перенос энергии больше не связывался с проводником. Область распространения энергии — это окружающая среда или пустое пространство. Энергия, таким образом, отрывается от материи, поднимая свой онтологический статус от простого случайного свойства механической или физической системы до независимого ранга автономного существования, а материя перестает быть необходимым проводником для ее переноса .* В результате такого изменения, приведшего к эмансипации энергии, мысль о том, что физическое значение имеет только разница в энергии, должна быть отброшена, и, как мы увидим позднее, энергии необходимо приписать абсолютное значение. В противоположность другим теориям, а именно теориям дальнодействия, согласно которым энергия исчезает в точке А пространства и появляется в точке С при отсутствии какого-либо процесса в промежуточной точке B1 новая теория электромагнитного поля наделяет энергию непрерывным существованием как во времени, так и в пространстве. Комментируя идеи Пойнтинга, Лодж выражает это следующим образом:
«Согласно новому допущению, мы можем пометить кусок энергии и проследить его движение и изменение его формы, подобно тому как мы можем пометить кусок материи, чтобы узнать его в другом месте и при других обстоятельствах; и путь, по которому движется энергия, можно обсуждать с такой же определенностью, с какой мы говорим о ее непрерывном существовании, и это подобпо тому ощущению, с каким мы обсуждаем маршрут несколько задержавшегося багажа, который прибыл на станцию назначения, но в несколько потрепанном и преобразованном виде» 4.
3 «Philosophical Transactions», 175, 343 (1884).
4Oliver Lodge, On the identity of energy in connection
with Mr. Poynting's paper on the transfer of energy in an electromagnetic field; and on the fundamental forms of energy,«Philosophical Magazine», 19, 482 (1885).
