|||
尝试使‘物质、质量、能量’名正言顺
孔子曰: “名不正则言不顺,言不顺则事不成。”(《论语·子路》)孔子的这段话是对担任官职的看法,但也可移植到讨论如何才能更好地研究物理学;这就是说,要更好地研究物理学,必须先搞清楚有关的物理概念和物理规律。
物质、质量、能量,是物理学中的几个彼此既关联又有所不同的基本概念。遗憾的是,在物理学的一些教本和大量的科普著作中,对物质、质量、能量这几个物理概念往往叙述得含混不清,以致使得从这些书中获得知识的许多人,常把这几个物理概念混淆而出现一些错误的理解和错误的看法。其后果便是大大降低了国民的科学素质,对我国物理科学的发展将起到‘扯后腿’的阻碍作用。写作本文的目的就是企图在物理角度下,尝试使‘物质、质量、能量’名正言顺’。
物质、质量、能量也是哲学上常用的概念,由于哲学和物理学的研究内容与研究方法存在较大差别,目前还难以使哲学和物理学对物质、质量、能量这几个概念,达到一致的看法。因此本文只在物理学的范围内讨论,暂不涉及哲学。
下面根据现代物理学众多学者的看法,我将物理学对物质、质量、能量这几个概念的物理定义尝试总结如下:
物质---是位于时-空中的客观实在,是一切物理现象(如光现象、热现象、基本粒子创生和湮灭现象等)和一切物理量(如电量、自旋、能动张量等)的载体(例如热现象的实质是分子的无规运动,热现象的载体是一群分子,这一群分子是物质;又如基本粒子都有自旋,基本粒子是自旋的载体,基本粒子是物质;等等)。
质量---是物质的基本特性之一,它量度物质的惯性大小。在牛顿力学中,一质点的质量m可直接由公式m=f/a 算出。在更复杂的情况下,一物质系统的质量须间接地从能动张量算出。应当强调的是,物质的质量不随物质的运动而改变。本博在前些时曾针对这个问题,发表过不少博文。
能量---是物质的另一基本特性,它量度物质的‘作功本领’。在相对论中,一质点的能量是该质点的4维动量的时间分量。在更复杂的情况下,一物质系统的质量也须间接地从能动张量算出。应当强调的是,只当物体静止时,才有关系:(物体的能量)=(物体的质量 )乘(光速平方);当物体运动时,不存在这个关系。本博在前些时也曾针对这个问题,发表过不少博文。若还有疑问,请再看看那些博文。
下次博文将把上述对物质、质量、能量这几个概念的物理定义应用到暗物质和暗能量。
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-9-1 17:32
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社