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牛顿‘物质之量’的概念能否用数学式子定义?
牛顿提出了‘物质之量’的概念,并给出了下述定义:“物质之量就是综合
物体的密度与体积而得出的量度”[1]。从这个定义可以看出,牛顿所指的
‘物质之量’就是物理学中通常所指的物体‘质量’,在经典力学中便是惯性质
量或引力质量。顾名思义,可把‘物质之量’解释为“物体所含物质数量的多
少”。可是许多人认为,牛顿‘物质之量’的概念以及对它的定义是牛顿力学理
论的一个败笔,我过去也是这样认为的。这是由于人们往往是先量度出物体的
质量和体积,再计算出它的密度;故在一般物理教科书中常常把物体的密度定义
为“单位体积的质量”。这样,牛顿的质量(‘物质之量’)的定义建立在密度的
概念之上,而密度的定义又建立在质量的概念之上,这就出现了逻辑循环。于
是人们抛弃了牛顿‘物质之量’的概念及其定义,在经典力学中只谈惯性质量
或引力质 量。
好得在经典物理(非相对论和非量子理论)中,不大需要考虑‘物体所含
物质数量的多少’;而且惯性质量或引力质 量,在一定程度上也可反映‘物体
所含物质数量的多少’,例如,物体惯性大者必然所含物质数量较多,物体所施
引力大者也必然所含物质数量较多。然而,在化学中,当研究化学反应时,需
要考虑‘物体所含物质数量的多少’。化学反应是以原子或分子为单元进行的,
参加化学反应之原子或分子的数目多,参与反应物的‘克分子数’就大,因之
在化学中便常用原子或分子的数目来表示物体所含物质数量的多少,并用表示
‘克分子数’的摩尔作为‘物质之量’的单位。可是,这种在化学中表示‘物体
所含物质数量多少’的方法难以推广到物理学中。这是因为:1),在基本粒子
相互作用中,虽然也可用粒子数表示‘所含物质数量多少’,但难以用‘克分子
数’或摩尔作为“ 物质之量” 的统一单位;2),有些物质,如暗能量、暗物
质如何呈现粒子结构尚未搞清楚,因之还难以用粒子数来表示‘所含物质数量
多少’。
然而,在广义相对论、天体物理、宇宙学中,也需要考虑‘物体所含物质
《浅
《浅谈惯性质量、引力质量和测度质量》的论文,发表于2008年,是某大专的两个副教授和一个教授写的。打开一看,竟是对文献[3]的剽窃,使我哭笑不得!
关于文献[3]被剽窃之事,下篇博文再谈。
参考文献
[1] 牛顿.《自然哲学原理》,见 威.弗.马吉编《物理学原著选读》,蔡宾弃
译,1986,商务印书馆.
[2] 刘辽,赵峥.《广义相对论》,2004,高等教育出版社.
[3] 陈方培.《质量与能量》,1979,人民教育出版社.
[4] 陈方培.《物质的测度与测度质量》,大连工学院学报,1980,19,123.
《浅
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GMT+8, 2024-12-25 10:14
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