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质量的概念可以扬弃——和陈方培老师探讨

已有 2341 次阅读 2017-6-17 22:20 |个人分类:物理评论|系统分类:论文交流| 能量, 相对论, 质量, 物质, 质能关系

  几个星期前,我发表了一篇质疑质量概念的文章,“质量是一个真实的物理

量吗?”提出扬弃质量的概念,以能量的概念来取代。陈方培老师发表了一篇文

章谈了他的反对观点:“再谈物理学中物质( 2 ):质量概念难以扬弃”。现就

陈方培老师的观点进行评论,进一步阐明我的观点。为了方便阅读分析,以下用

黑色文字显示陈方培老师的文章,蓝色文字是我的观点。


再谈物理学中物质( 2 ):质量概念难以扬弃

上次博文谈到,在相对论中,因而在近代物理中,质量m只是标志物质的

一个参数,并不总可常常用来反映惯性大小或所含物质的多少。这是否就意味着

在物理学中,质量m这个概念就无足轻重了,甚至可以把它扬弃、或者用能量来

代替它呢?本博的看法是:质量概念是难以扬弃的,也不能用能量概念来代替它;

但须要对质量m这个概念的内函进行一些修改,并最好把‘质量’这个名称改变

一下。下面来对这些问题作一些分析和讨论。

物理学的概念应该是严谨的,它所被赋予的物理含义应该是明确的,不能模

棱两可。既然在现代物理学中发现质量不能反映物体惯性的大小和物质的多少,

也不是引力场的源,那质量就不是我们曾经想要赋予的物理含义,也就不是我们

想要的物理量,而能量反映了物体惯性的大小,是引力场的源(能量是能动张量

的分量),就可以用静止能量的概念来取代质量的概念。这样,质量的概念也就

可以扬弃了。如果要通过修改它的内涵,甚至改变它的名称,那它还是它吗?就

象某人被人把头给换了,又取了一个新的名字,那他还是他吗?其实,可以把质

量的内涵改为物体静止能量的含义,把质量的名称改为静止能量,即可实现陈方

培老师的想法,这就是我提出的扬弃质量的概念用静止能量的概念替代的观点。

当我们选择c=1的单位制时,静止能量就等于质量,E0=m。另外,如果硬要保留

这个量,就叫“质X”吧,就会出现象以前一样争论了上百年的问题:质X和能

量究竟是什么关系?怎样解释爱因斯坦的质能关系?这个等号意味着什么?质X

“转化”成了能量?那这个“转化”又意味着什么?存在一个“转化”的物理过

程吗,就象化学反应一样?质X是怎么来的?希格斯机制的物理内涵是什么?

等等。如果承认质量不是一个真实的物理量,是我们人为制造的一个多余的参数,

它就等于物体的静止能量除以光速的平方,而没有任何别的含义,在物理学中用

静止能量的概念来替代原来的质量没有任何问题!所有物理方程的物理意义

更加明确,以上的一大堆问题也就变得不是问题。

先谈不能用能量概念来代替质量概念,这是由于:1、质量是标量,而能量

来源于4维动量的时间分量,在坐标变化下,质量不变,能量要变;2、在一个

物理体系具有时间平移不变性的条件下,这个体系的能量总是守恒,而一般来说

其质量不守恒;3、希格斯机制只适用于质量,不适用于能量。

  能量概念可以替代质量概念,因为:1、物体的静止能量是标量,在坐标变换

下不变;2、在一个物理体系具有时间平移不变性的条件下,这个体系的能量总

是守恒,这正是物体运动的惯性的表现,因为要改变物体的运动状态就要施加力于

其上,对其做功,从而增加或减少其能量,也就打破了能量守恒。质量概念被扬弃,

也就没有质量守恒一说;3、希格斯机制的本意就是无静止能量的粒子在耦合之后

被减速并获得静止能量,更意味着耦合之后的粒子有了内部的相互作用能量,即

内能

再谈质量概念难以扬弃,这是由于,质量概念除了反映惯性的大小或所含物

质的多少之外,还可反映其它物理特性,例如:1、在基本粒子理论拉氏量中的质

量项有其特殊的物理特性;2、黑洞的视界与其质量有关;3、通过天文观测,可

得出星系的质量和宇宙的平均质量密度。

这些问题中的质量都可以用静止能量替代,相关的物理特性,物理意义只会

更加清晰。

也许有人要说,星系的质量和宇宙的质量应反映所含物质的多少。可是,若

希格斯机制等规律普遍存在,星系的质量和宇宙的质量应是变化的,这些质量所

反映的就应是另外的物理特性。

此外,基本粒子的质量也不是经常在不停地变化,当‘湮灭’和‘创生’现

象不存在,基本粒子处于稳定状态时,它的质量m便是常量,此时其质量m所反

映的也应是惯性大小或所含物质的多少。

  质量只在低速的情况下,即物体的静止能量远大于其动能时,近似反映物体的

惯性。至于质量的“物体所含物质之量”的定义是完全错误的,问题是我们找不

到唯一的最基本的原子,何谈之量!即使找到了,组成物体的原子之间的相互作

用和原子的运动都会影响物体的内能,也就会影响物体的质量,也就是说,具有

相同物质之量的物体会具有不同的内能,即不同质量,所以质量不是物体所含物质

多少的量度。

  物质是一切客观存在,包含场,粒子,原子,分子和星体,它呈现不同的物质

层次和运动状态。能量是物质运动和相互作用能力的量度。物质的运动和转化遵

守能量守恒。

更详细的内容请见我的论文




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2 朱林 苏保霞

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