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下文节选自《破解引力广义相对论诞生之路》一书:
.......,但另外一个重要人物却提出了具有突破性的想法:应该把空间的每一个位置都视为固有位置。也就是说固有位置在空间中处处都存在,而不是只处于某一个特殊位置。提出这个突破性想法的重要人物就是布鲁诺。按照亚里士多德的核心思想,当一个物体离开其固有位置之后,该物体自身具有返回其固有位置的倾向。可是,如果每个位置都是固有位置,那么物体自身应该返回哪一个固有位置呢? 为了修复这个 逻辑矛盾,另外一个著名人物提出的解决方案是:当一个物体静止时,它就处在某个固有位置上了,那么物体自身具有返回该固有位置的倾向就是物体待在这个固有位置的倾向,即保持静止不动的倾向。这个著名人物在1618年出版的 《哥白尼天文学概要》第1卷中把物体自身具有待在某个固有位置上的倾向称为:inertia。它的原意是懒惰,后来它被称为 “惯性”,而这个著名人物就是开普勒。所以,惯性最原始的意思是指:物体自身具有待在某个 固有位置上的倾向。很明显,这种思想是从亚里士多德那里继承下来的。
.......,另外一个重要人物为了证明地球的自转运动而提出了另外一个大胆的想法:在一艘匀速水平运动的完全封闭的船舱里面,坐在船舱里面的人也可以认为船是静止的。这个重要人物就是伽利略。不过伽利略并没有在思想上进一步革新而得出结:静止不是绝对的,而是相对的。认识思想上的这个革新要由下一个重要人物来完成,他就是笛卡儿。
......,前面谈到,开普勒将物体自身倾向于保持静止不动的自然本性称为惯性。现在,运动和静止在笛卡儿的新世界中是相对的,即一个静止物体在另外一个匀速直线运动观测者看来却是在匀速直线运动的。这样一来,物体自身倾向于保持匀速直线运动的性质也称之为惯性。
按照亚里士多德的思想来说,惯性就是物体自身倾向于保持匀速直线运动的自然本性,后来的牛顿直接继承了笛卡儿的思想,在1687年的 《自然哲学之数学原理》中,牛顿直接将笛卡儿的第二定律作为他整个力学体系的第一定律,今天称之为惯性定律。
......,
与马赫不同的另外一种思路是先给力下定义,然后再以此为基础定义质量。因为我们似乎更 容易对力下定义,比如将力定义为通过弹簧测力计或者其它测力计仪器直接测量出的量。然后将质量定义为力除以加速度, ......。
比如,考虑一个弹簧测力计拉着一块物体加速运动的过程。弹簧测力计之所以能够测量到力,是因为这块物体在这个加速运动过程产生了反向的惯性力,所以牛顿第一定律被使用了;弹簧测力计显示力的读数大小就是这个惯性力的大小,所以牛顿第三定律被使用了;最后,利用力除以加速度得到质量,所以牛顿第二定律被使用了。也就是说,质量的这种定义实际上是在牛顿三大定律的基础上,利用惯性力得到的。利用这种定义得到的质量被称为惯性质量。
所以根据这个定义,我们测量质量,实际上是在测量物体的惯性力。而从牛顿开始,惯性力与惯性就在被人混合着使用。所以,我们测量质量的大小,实际上是在测量物体惯性的大小,质量开始与惯性等同起来。到了19世纪下半叶,大家几乎都在这样等同地使用这两个概念。即使到了爱因斯坦的论文中也是这样,比如他说 “在发射者和接受者之间,辐射 (光)传递着惯性”时,这句话就是指发射者向接受者传递了惯性质量。
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