〖原创〗 质量 —— 牛顿观点

[此帖已删]

以前说过要写两篇通俗介绍物理基本概念的文章
写给不太懂物理的人看
那我先从“质量”这个概念开始
这个概念看似简单 其实不然
因为通过对它的分析 能够最终得出爱因斯坦著名的论断“质量等价于能量”
也就是人们耳熟能详的公式 E = mc²
这个公式是是当今物理学的理论基石之一
是人们研究探索宇宙结构的根本前提之一
同时也是人们技术上利用原子能的理论基础

不过我将避免使用数学公式 而用日常语言来分析公式背后的朴素的道理和逻辑

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物理中“质量”是一个基本概念

牛顿力学里面质量无疑被看作是体现物质根本属性的一个数学量
质量守恒(守恒的意思是，在运动过程中保持不变）也就成为人们心照不宣的第一原则
质量不可凭空产生，也不可毁灭
从小我们就这么学的 而且丝毫不怀疑它是一条理所当然的物理定律
但是深思一下
质量在牛顿力学中依旧只是一个数学定义 (细节：惯性质量配合加速度用来定义力,引力质量配合平方反比关系用来定义引力)
质量不过是人为发明的赋予物体的一个数
牛顿意义下的质量归根结底还是不同于我们日常直觉中体验到的物体的“实体性”的
但即便如此
牛顿定义的质量还是同物体的“实体性”给人十分接近的直觉感受



对于学过一点初等物理的朋友，这里补充一点：


“质量守恒”这个定律在牛顿力学中是“动量守恒”的数学前提
更严格的说
是“动量守恒”公式在伽利略变换下具有协变性的前提条件
公式我就不写出来了
反正大家记住
当你承认相对性原理后
质量守恒是动量守恒的前提

所谓相对性原理，就是说F=ma这个公式在不同的惯性参照系下都能够成立
也就是说
物理定律（其实就是数学公式）不依赖于参照系的选取
也就是说
你在火车里做物理实验得到的结果
同人们在火车之外看你做实验得到的结果
应当满足同样的物理公式
也就是这里的F= ma = m d²x/dt²
所具有的区别只是位移和速度的初始值不同罢了

“相对性原理”通常被人们认为属于爱因斯坦的相对论的
其实不对
相对性原理也是牛顿力学最基本的一个出发点
其实可以说牛顿力学也是一种“相对论”
也同样满足“相对性原理”
只不过满足的是相对性原理的一个比较初级的版本罢了
即牛顿的方程在通常的惯性系转换（伽利略变换）中保持不变