Со времен античности материя обычно понимается как некое первовещество, субстанция, из которой состоят все предметы. Можно представить, что всё в природе состоит из мелких крупинок материи, первокирпичиков, из которых складываются все тела, и совокупность которых определяет физические свойства этих веществ.
Все тела постоянно взаимодействуют друг с другом и находятся в непрерывном движении. При этом важнейшей характеристикой тел, определяющей эти процессы, является масса тела. Но тут есть небольшая сложность, которая заключается в том, что масса появляется в физике при описании двух различных явлений (https://ru.wikipedia.org/wiki/Масса).
Одно из этих явлений – движение. При описании движения тела используется понятие инерции, т.е. способности тела сохранять направление и величину скорости. Из опыта известно, что если на два тела с разной массой, движущихся с одинаковыми скоростями, действует одинаковая сила, то изменение скорости у более массивного тела будет меньше. Эта масса называется инертной и используется при описании динамики движения тела. Она входит в выражение для импульса тела, в формулу кинетической энергии, во второй закон Ньютона и т.п.
Другое явление – тяготение. Известно, что все тела, имеющие массу, притягиваются друг к другу. При этом сила притяжения пропорциональна массе взаимодействующих тел. Эта масса называется гравитационной и используется при описании гравитационного взаимодействия тел. Она входит в формулу потенциальной энергии, в формулу закона всемирного тяготения, открытого Ньютоном и.т.п.
Классическая физика ничего не говорит по поводу того, как соотносятся между собой инертная и гравитационная массы. Проведенные эксперименты показали, что эти массы равны с высокой степенью точности. Это дало физикам основание постулировать равенство инертной и гравитационной масс. Хотя равенство не означает идентичность, для физики эти детали не имеют принципиального значения. Как уже отмечалось ранее, физика занимается поиском закономерностей, а не объяснением природы явлений. Не испытывая особого дискомфорта, физика оставила поиск ответа на вопрос о природе равенства инертной и гравитационной масс до лучших времен.
Вместо того чтобы пытаться выяснить, почему равны инертная и гравитационная массы, А.Эйнштейн задался вопросом: что следует из того, что эти массы равны? Приняв это равенство как постулат, он разработал на основе этого теорию, которая нам известна как Общая теория относительности (https://ru.wikipedia.org/wiki/Общая_теория_относительности). Эта теория оказала революционное влияние на физику 20 века. Её следствия оказались весьма значительными.
Во-первых, полученные формулы движения могут интерпретироваться без использования понятий силы и взаимодействия. Теория предполагает геометрическое толкование законов движения. Считается, что все массивные тела искривляют пространство-время. В этом искривленном пространстве тела двигаются по своим геодезическим линиям. Нет ни притяжения, ни отталкивания, а только движение в искривленном пространстве.
Во-вторых, вопрос о равенстве гравитационной и инертной масс снимается полностью. В Общей теории относительности есть только одна масса. Никакой гравитационной массы не существует. Тяготение рассматривается как движение по инерции вдоль геодезической линии.
В-третьих, в общей теории относительности устанавливается эквивалентность массы и энергии. Энергия определяется как произведение массы на квадрат скорости света. В классической механике масса традиционно понималась как некая характеристика материи, нечто материально осязаемое. Энергия же понималась, как способность тела двигаться, или изменять свое состояние, т.е. нечто нематериальное. Теория относительности говорит об эквивалентности этих характеристик. Но в каком смысле? И можно ли в этом случае отказаться от понятия массы тела? Чтобы ответить на эти вопросы необходимо взглянуть на положения Общей теории относительности с философской точки зрения. Рассмотрим это в части 2.3.