Понятие массы в классической и современной физике - Джеммер М.
Скачать (прямая ссылка):
dEk = с2 dm, (18)
24 Я должен заметить, однако, что, кроме цитированной статьи (сноска 19), Эйнштейн доказывает эквивалентность массы и энергии в следующих статьях: «Закон сохранения движения центра тяжести и инерция энергии»; см. Альберт Эйнштейн, Собрание научных трудов, т. I, стр. 39—44; «Об инерции энергии, требуемой принципом относительности», там же, стр. 53—64; «Элементарный вывод эквивалентности массы и энергии», там же, т. II, стр. 416— 423.
:184 и после интегрирования
Eh = Tnc2- M0C2. (19)
Если т0с2 можно интерпретировать как некоторую форму энергии, как энергию строения или энергию покоя, или если вся энергия может быть сведена к ее кинетической форме, то в таком случае масса и энергия были бы только различными названиями для одной и той же физической сущности*. Хотя физика могла еще показать, что только электромагнитная энергия излучения и кинетическая энергия обладают инерцией, философы поспешили обобщить эти результаты и стали утверждать универсальную тождественность массы и энергии. Среди наиболее ревностных проповедников этой идеи были представители монистической школы мышления, которые воспользовались такой возможностью в своих поисках единой концептуальной модели мира. Так, Густав Лебон в книге, опубликованной в 1905 году, говорил о «дематериализации материи и превращении ее в энергию» 2б, а Оливье провозгласил в 1906 году: «Масса тела есть синоним его энергии» 26. Позднее Бертран Рассел в своей хорошо известной работе «Человеческое познание» заявил:
«Масса есть только форма энергии, и нет основания думать, что материя не может растворяться в других формах энергии. Не материя, а энергия является основоположной в физике» 27.
Но как часто случается, философия с присущей ей тенденцией к обобщению предвосхищает и предсказывает результаты, разработка и подтверждение которых еще остаются предметом немалых усилий со стороны точных наук. Как заметил однажды Уайтхед, «философия строит соборы еще до того, как рабочие заложили камень».
25 Густав Лебон, Эволюция материи, СПб, 1909, стр. 71. Утверждение Геннемана, что «динамический атомизм» Шеллинга (1775—1854) «находит в уравнении E = тс2 удивительное подтверждение», является, на мой взгляд, незаконным перенесением современных научных концепций в послекантовский идеализм, который благодаря спекулятивной природе и темному языку сам способствовал разнообразным интерпретациям. См. Gerhard Hennemann, Naturphilosophie im 19. Jahrhundert (Verlag Karl Albert, Freibourg and Munich, 1959), S. 36.
26 J u Iius von Olivier, Monistische Weltanschauung (Naumann, Leipzig, 1906), S. 2.
27 Бертран Рассел, Человеческое познание, его сфера и границы, M., 1957, стр. 327.
W Действительно, физика прошла долгий путь, прежде чем была показана универсальная тождественность массы и энергии. Макс Планк 28 в 1907 году дал правильный вывод соотношения между массой и энергией, основанный на импульсе излучения Пуанкаре. В 1908 году Комшток на основе электродинамических соображений показал, что формула E = 3/4 тс2 находится в согласии с первоначальными результатами Томсона и Газенэрля 29. В том же году Лыоис в статье, озаглавленной «Пересмотр фундаментальных законов материи и энергии» 30, путем вывода из теории давления излучения получил уравнение dE = c2dm. Поль Ланжевен в 1913 году впервые применил соотношение между массой и энергией к ядерной физике в своем объяснении отклонения атомных весов от целых чисел 31. Ленц 32, Зоммерфельд 33 и Смекаль 34 были первыми из тех, кто понял всеобщее значение этого соотношения для ядерной физики.
Вопрос о том, с какой степенью точности первоначальные количественные измерения в ядерных реакциях подтверждали соотношение между массой и энергией, подробно обсуждался Бейнбриджем в 1933 году Зб.
Несмотря на общее признание соотношения между массой и энергией как формулы с универсальным значением, оставался еще открытым вопрос, может ли вся масса без остатка превращаться в энергию. Окончательный утвердительный ответ на этот вопрос был дан в 1933
28 «Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften, physik.-mathem. Klasse», 13 (June 1907).
29 Daniel F. Comsto k, The relation of mass to energy, «Philosophical Magazine», 15, 1—21 (1908).
30 «Philosophical Magazine», 16, 705—717 (1908).
31 П. Ланжевен, Избранные произведения, M., 1949, стр. 216—254.
32 W. Lenz, Uber ein invertiertes Bohrsches Modell, «Sitzungsberichte der mathem.-phys. Klasse der К. B. Akademie der Wissenschaften zu Munchen» (1918), S. 355—365.
33 Arnold Sommerfeld, Atombau und Spektrallinien (Brunswick, 1919), S. 538.
34 Adolf Smeka 1, Uber die Dimensionen der a-Partikel,
«Sitzungsberichte der Akademie der Wissenschaften in Wien», 129, 455-481 (1920).
36 Kenneth Т. В а і n b r і d g e, The equivalence of mass and energy, «Physical Review», 44, 123 (1933).
:186 году Блэккетом и Оккиалини 36 в их знаменитых экспериментах по образованию пар и на основании симметричного отображения этого явления, а именно аннигиляции материи. В 1934 году Клемперер 37 показал, что позитрон и Электрон могут аннигилировать и тем самым произвести энергию, по величине равную 2т0с2(= IO6 е\). Сравнительно недавно многочисленные эксперименты с антипротонами и антинейтронами принесли дальнейшее подтверждение этому открытию. Не будет преувеличением сказать, что развитие современной ядерной физики было бы невозможно без использования эквивалентности массы и энергии. Браунбек 38 показал в 1937 году, что экспериментальная проверка этого соотношения столь основательна, что эквивалентность массы и энергии не следует больше рассматривать как теорему, выводимую из других принципов, имеющих менее непосредственное и менее строгое эмпирическое подтверждение, но она, подобно закону сохранения энергии, должна быть взята в качестве одного из фундаментальных принципов физики.
