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凌龙庄 (linglongzhuang@yahoo.com.cn) 2007.11
质量一词是17世纪流行起来的。意为:物质之量。在中学物理的教科书上,物质的量是表示物质所含粒子多少的物理量。(用克或千克为单位)在牛顿力学中,对于一个指定的物体,其质量是该物体的一个特征量。而在爱因斯坦的相对论中,物质不是一个常量,而是一个决定了速度的量。其本质为:当物体的速度小于光速时,这些动量的分量与经典力学一样。而速度大于光速时,动量的增加要比按照速度的线性关糸增加得要快。以至于当速度趋近于光速时,动量趋于无穷大。一个静止物体的能量等于它的质量。由此可见,质量和能量在本质上是类同的,它们只是同一事物的不同表达形式而已。
对于爱因斯坦的质量与能量等价的广泛运用,我们从现代教科书中可以直接看出来,过去在小学课本上,质量与重量是有区别的,而现在,小学教材上,一个物体的重量是多少千克,已全部改为一个物体的质量是多少千克。尽管小学生们无法理解质量的概念,但实际上,引力质量与惯性质量的等价,已为人们所接受。
在这里我要提出来讨论的是,对于爱因斯坦的质量的相对性认识。爱因斯坦在狭义相对论中指出:“物体的质量不是一个常量,它随着其能量的变化而变化”。我们从E=MC2的等效方程中就可以理解到,任何物体,只要有运动速度存在,那怕是最微少的运动,对于量子引力场中的粒子来说,也必然产生着能量的变化。所以,即使是物质静止时,其能量也不为0。为什么呢?因为,在宇宙物质的演化中,绝对的静止空间是没有的,一切运动的天体都在同步量子引力场中作相对的运动,爱因斯坦所说的“引力质量等价与惯性质量”,就是在笛卡尔的三维空间的绝对空间中加上一维时间成为相对的四维时空。三维空间是静上的,四维时空是动态的。所以,三维空间中的质量是绝对的,而四维时空中的质量是相时的。其实,很多人并没有理解到爱因斯坦的引力场的真正含义。所以对于提出“同步量子引力场”的理论没有感觉。因此,他们更无法理解“质量亏损”的原因。
我们过去在物理学中所使用的质量,并不是爱因斯坦的相对时空中的质量,而是牛顿的绝对空间中的质量,因此,科学家们把物质的放射性的衰变周期和碳原子的摩尔质量,作为一个恒定不变的常数,用来作为科学实验的法码。我们只要承认,地球在太阳糸中运动,太阳糸在银河糸中运动,它们的运动速度都不是恒定不变的常数。由此,我们可以推出,由于地球的运动速度的变化,作为在地球引力场中的物质,其能量的变化,一定随着所处引力场的变化而变化。虽然这种变化是量子级的,在一定的时间跨度上是很难发现的,但爱因斯坦的相对论早为我们指明了方向。我可以作出这种预言:再过一个世纪我们重新去测量这些元素的质量,和现在的量值就会有很大的误差。特别是用放射性物质的衰变周期所测定的历史年代,误差性将会更大。所以我建议,尽可能不要把这些数据当作绝对的依据作为科学考察的法码。对质量的相对性认识必须引起足够的重视!
二00七年 十一月 二日
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