В предыдущей статье была затронута идея о несколько ином взгляде на время. Мы рассмотрели его с точки зрения понимания, которое является следствием существования энергии в её непрерывном развитии. Время есть одна из тех базовых сущностей проявления энергии, которая далее определяет, наравне с пространством, формирование и существование всех форм материи и их характеристики и свойства.
Одним из таких свойств для форм материи является понятие массы, которое в физике не менее фундаментально, чем понятие времени. Кроме того, оба эти понятия роднит их невероятная сложность для понимания. Известный историк науки и физик, автор замечательной монографии о понятии массы М. Джеммер одной из основных причин запутанности понятия массы считает, что:
Современное понятие массы, в противоположность понятиям температуры, света и силы, не имеет никакого чувственного образа, и непосредственно не проявляет себя ни в каком мыслимом эксперименте
И далее он же отмечает ещё и вторую трудность, состоящую в том, что это понятие претерпевает различные превращения, ссылаясь уже на красочную цитату доктора Герберта Л. Джексона:
Массу можно сравнить с актером, который появляется на сцене в различных масках, но никогда в своем чистом виде
Возможно по этой причине, а возможно и по другой, но в настоящий момент наиболее простое классическое определение массы выглядит следующим образом:
Масса тела в физике - это скалярная физическая величина, которая является мерой инертности тела и гравитационного взаимодействия
Очень просто и лаконично. Однако, в таком определении явно не хватает той изюминки, которая бы раскрывала истинную сущность непосредственно самого понятия масса. Поэтому, точно так же, как мы поступили с понятием текущего времени, давайте попробуем поступить и с понятием масса, взглянув на него с философской точки зрения. При этом, чтобы сильно не грузить неискушенного читателя, разделим статью на две части. Вначале в простой и, насколько это возможно, в общедоступной форме определимся с тем, что же следует понимать под массой в свете новых идей. Для тех же, кого заинтересует более подробное описание хода мыслей, на основании которых были сделаны представленные выводы, то они смогут ознакомиться с ними во второй части статьи (Hard).
Упрощённое изложение представления о массе
Итак, начнём с того, что продолжим цитату Герберта Л. Джексона о сложности восприятия массы в силу претерпевания ею различных превращений:
Действительно, масса - подобно Богу - представляется в трех лицах. Она может появиться в роли гравитационного заряда, инерции или энергии, но никогда масса не выступает в своем неприукрашенном виде
С появлением специальной теории относительности произошло радикальное видоизменение понятия массы, которое привело к объединению ранее разнородных категорий массы и энергии. Три различных понятия массы, а именно инертная, активная и пассивная гравитационные массы, которые в классической физике различались в понятиях, но фактически отождествлялись,
в общей теории относительности также рассматриваются как эквивалентные, хотя и на другой основе.
Общая теорией относительности определяет гравитационное взаимодействие как результат искривления пространства-времени посредством присутствующей в нём массы. Таким образом масса не просто есть мера гравитационного взаимодействия, а вполне конкретная сущность, воздействующая на основные характеристики пространства-времени, каковыми выступают интервалы пространства и времени. При этом речь идёт именно о непрерывном гладком пространстве-времени, где как пространство, так и время предполагаются линейными.
В таком понимании особое значение имеет именно объединение пространства и времени в одно понятие - пространственно-временной континуум. Далее оно позволяет увидеть взаимосвязь массы со временем, так как искривлению в этом случае подвержено не только пространство, но и время, которое ранее, в его классическом понимании, было неизменным.
Итак, имеем воздействие потенциальной энергии не только на пространство, но и на время. Акцентирование внимания на понятие потенциальной энергии тут вполне правомерно, так как масса, согласно ранее озвученному определению, есть мера гравитационного взаимодействия и, следовательно, это проявление потенциальной энергии - энергии взаимодействия одного объекта с другим. Потенциальной её называют потому, что это только скрытая энергия возможности, а не проявленная энергия движения. В отличии от кинетической энергии - энергии движения (от греческого слова "кинема" - "движение").
Кинетическая энергия зависит от скорости и массы движущегося тела. Однако в первую очередь обратим внимание тут именно на скорость. Она характеризует движение объекта в пространстве и поэтому мы вполне можем сопоставить кинетическую энергию с пространством.
А теперь вишенка на торте. Потенциальную энергию следует сопоставлять со временем, то есть она есть проявление движения физического тела во времени. Именно поэтому мы имеем, к примеру, в формуле кинетической энергии такую составляющую, как масса, так как все материальные объекты существуют во времени. Отсюда можно констатировать, что:
Масса есть проявление факта существования материальных тел во времени, в их непрерывном движении из прошлого в будущее.
Все составляющие Вселенную объекты находятся в потоке времени, то есть в движении, поэтому такому движению должно быть присуще определённое количество энергии в полной аналогии с тем, как движущиеся объекты в пространстве характеризуются неким количеством кинетической энергии.
Таким образом наличие массы у физического тела предопределено фактом существования его во времени. Величина этой массы или количество энергии, заключенной в ней, зависит только от сложности формы материи и способа её существования.
Представленное определение массы является весьма широким и дающим лишь общее видение сути понятия. Поэтому более детальное рассмотрение делается в отдельной статье, как и было сказано выше.
Ссылка на это более детальное рассмотрение.
Ссылки на предыдущие статьи: