Понятие массы в классической и современной физике - Джеммер М.
Скачать (прямая ссылка):
Если делать обобщающие утверждения относительно фактов взаимных превращений элементарных частиц, то логично говорить не о превращении материи в энергию, а о взаимном превращении материальных объектов. Элементарные частицы есть частицы материи, и их превращение друг в друга означает взаимное превращение видов материи. Конкретные элементарные частицы могут исчезать или возникать. Но за этим возникновением или исчезновением их физика обнаруживает инвариантные параметры. Они-то и составляют известное нам основание процессов исчезновения и превращения частиц. Эту мысль можно выразить проще: отдельные конкретные виды материи могут исчезать и возникать, сама же материя не исчезает и не возникает.
243
16* М. Джеммер говорит далее на стр. 183, что масса и энергия взаимным образом и полностью превратимы друг в друга. С этим утверждением невозможно согласиться. Здесь, как и в предыдущих, аналогичных этому утверждениях, нет физической проблемы.Речь идет исключительно о логике понятий. Нет никакого сомнения в том, что электронно-позитронная пара превращается, например, в гамма-излучение. Нет сомнения и в том, что этот широко известный физический факт служит одним из наиболее впечатляющих подтверждений теории относительности, точнее, закона взаимосвязи массы и энергии, вытекающего из этой теории. Более того, именно это открытие дает нам наглядный пример диалектики материальных превращений. Однако этот несомненный физический факт представляется М. Джеммером как превращение массы в энергию. Неясность и необоснованность этого утверждения обнаруживается в связи с тем, что превращение частиц, первоначально выраженное в понятиях объектов или вещей (электронно-позитронная пара, гамма-излучение), неожиданным и непонятным образом формулируется в других понятиях, а именно в понятиях свойств этих объектов или вещей. Из того факта, что имеет место превращение вещей, делается без всяких дополнительных пояснений вывод, что имеет место превращение их свойств. С точки зрения современной физики масса не есть вещь. Масса представляет собой одно из фундаментальных свойств любого материального объекта. Если, говоря о превращении массы в энергию, имеют в виду собственную массу частиц или, иначе, массу покоя, то в таком случае нелогично было бы ссылаться на закон взаимосвязи массы и энергии как на общий закон природы. А между тем этот закон имеет силу для любого типа энергии, а следовательно, и для любого типа массы. Масса покоя действительно может исчезать, но только потому, что исчезает сам объект. В нашем случае — электронно-позитронная пара, которая обладала набором других свойств. Утверждение о превращении массы в энергию в этом смысле остается необоснованным. Из того, например, что резиновый шар может изменять свой объем и свою поверхность, не следует, что при этом его объем превращается в поверхность, хотя при этом мы можем и знать строгую математическую зависимость между объемом и поверхностью. Конечно, понятие вещи и понятие свойства — относительные понятия. Но в тех случаях, когда понятие вещи фиксировано, тем самым фиксировано и понятие ее свойств. Существенные свойства материи в процессах превращения материальных объектов (в данном случае элементарных частиц) не исчезают, они сохраняются. Они изменяют лишь свою форму, как это происходит с энергией. И если масса является столь же общим свойством, как и энергия, то утверждение о превращении массы в энергию представляется необоснованным утверждением, не вытекающим из известных фактов науки.
К стр. 191.
М. Джеммер здесь делает допущение, что «закон Лавуазье справедлив также и в релятивистской физике». При этом записывается этот закон в его классической форме. После этого М. Джеммер приходит к выводу, что современная физика опровергает закон. Нельзя не заметить, что логическая структура этого доказательства
:244 такова, что вначале делается, очевидно, ложное допущение (закон в его классической форме справедлив в современной физике), а затем из этого ложного допущения делается утверждение, принимаемое за истинное (современная физика опровергает закон). Ясно, что такого рода вывод логически не обоснован. М. Джеммер доказывает, в сущности, что закон сохранения материи в его классической форме неприменим в современной науке. Но это очевидно. Дело, однако, в том, что этот закон принимает новую форму и в этой новой форме он выполняется и в современной науке. Эта новая форма требует учета закона взаимосвязи массы и энергии, равно как и учета сохранения других фундаментальных свойств материи.
К стр. 193, 195.
М. Джеммер снова возвращается здесь к мысли о тождественности массы и энергии. Но в свете того факта, что в теории относительности имеется единый закон сохранения массы и энергии, не вернее ли будет утверждать, что этот закон имеет особый смысл, особое содержание? В общем случае в природе действует именно этот закон. Но это не исключает, а предполагает в специальных условиях независимое применение законов сохранения массы и сохранения энергии. Можно принять термин «массэргия», понимая под этим нераздельность и глубокую взаимосвязь массы и энергии. Однако нераздельность и взаимосвязь не исключают различия. Полное тождество массы и энергии не выводимо из этой взаимосвязи. Такого рода вывод может следовать лишь при допущении, что масса и энергия взаимопревращаемы. Эту мысль М. Джеммер и подчеркивает на стр. 194. Переход от раздельного рассмотрения массы и энергии к единому образу «массэргии» он связывает с допущением полного превращения собственной массы частиц в энергию. В предыдущих комментариях мы уже говорили о неубедительности такой интерпретации известных фактов взаимного превращения частиц. Из того факта, что материальные объекты взаимопревращаемы, не следует, что взаимопревращаемы и фундаментальные свойства. Если позитрон и электрон превратились в гам-ма-фотоны, то эти последние не могут рассматриваться как чистая энергия. Даже согласно М. Джеммеру, их следует трактовать как вид «массэргии». К этому необходимо добавить, что фотоны обладают, например, определенным спином, имеют импульс, величину которого можно вычислить, зная энергию и скорость. Очевидно, что у фотонов нет собственной массы, или, иначе, массы покоя. Но это не означает, что у них полностью отсутствуют инертные свойства. Уже свойственный фотонам импульс указывает на эти свойства. Можно допустить, что фотоны обладают своеобразной инерцией, величину которой можно вычислить на основе закона E = тс2. Все это заставляет думать, что мы имеем здесь дело не с чистой энергией, энергией как таковой, а с особым типом материальных частиц. Понятие «массэргии», описывающее единство массы и энергии, применимо, таким образом, ко всем частицам, и оно может быть рационально истолковано как выражение этого единства. Можно сказать, что «массэргия» является именно тем третьим сохраняющимся элементом превращений, без которых немыслимы никакие превращения. Необходимость введения этого необычного понятия
