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数理揭谜三部曲(2)：动力学之谜与美

第1章低速绝对相对论

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第02节质能概念新分析

人们经过长期的实践活动，在自己的头脑中逐渐地形成了“物质”的概念．于是人们就把独立于人类意识之外、而又能够被人类感知的客观存在的一切定义为物质．

最初，人们通过肉眼的观察，肉手的触摸，首先认识了由分子或原子或质子、中子、电子等粒子组成的，有机械性质的，看得见、摸得着的，实实在在的一般物质，所以就把这种一般物质叫做实物质，简称为物质或物．表示物质（实物质）多少的物理量叫做物质之量，简称为物量，俗称为质量，记做m．为了突出物量或质量是表示物质多少的概念，质量又叫做物质质量．

为了研究问题方便，把具有一定体态的实物质叫做物体．

随着对大自然认识的深化，人们又在实践活动中感知到：电荷周围存在着电场，磁体周围存在着磁场，物体周围存在着引力场．这些事实都说明宇宙间除了存在着一般物质以外，还存在着一种非分子或原子或质子、中子、电子等粒子组成的，无机械性质的，看不见、摸不着的，虚无缥缈的特殊物质，所以就把这种特殊物质叫做虚物质，简称为场能或场．表示场能（虚物质）多少的物理量叫做场能之量，简称为场量，俗称为能量，记做e．为了突出场量或能量是表示场能多少的概念，能量又叫做场能能量．

为了研究问题方便，把通过实物质表现出一定形态的虚物质叫做场形．

1实物质（物质）的质量

1.1体积质量和重力质量

1.

体积是描述物体外部形状大小的物理量；质量是描述物体内部物质多少的物理量.因此，体积和质量并非同一概念．但是体积和质量却有着紧密的联系，即对于密度相同的同种物体，体积和质量严格地成正比，如果物体的质量增加一倍，那么物体的体积就增加一倍．因此，在描述物质的多少上，体积和质量是完全相同的．于是，人们就用体积的大小来衡量物质的多少，把质量定义为体积大小的量度，从而就把体积概念和质量概念混为一谈了．为了研究问题方便，我们把这种质量概念叫做体积质量．

然而，体积和质量也有着严格的区别，即对于一个确定量的物体，体积与密度严格地成反比，若密度增大一倍，则体积就缩小一半；而质量却与密度无关．因此，对于非同种物质或密度不同的同种物质，就无法用体积的大小来比较物质的多少了．这就是说，体积质量的概念是错误的．所以体积质量的概念也就随着人们实践活动的扩大而被淘汰了．

但是在少数场合下，人们仍在使用体积质量．例如，人们仍以桶的容积表示石油的多少；仍以瓶的容积表示啤酒的多少．

1.

重力是描述物体在地球表面所受地心引力大小和方向的物理量；质量是描述物体内部物质多少的物理量．因此，重力和质量并非同一概念．但是重力和质量却有着紧密的联系，即在地球的同一地点，不论物体的密度是大是小，重力的大小——重量和质量都相当精确地成正比[不是严格地成正比，这我在我的、河北科学技术出版社1993年7月第1版的专著《动力学之谜新探索》的第260～270页中已经说明]：如果质量增加一倍，则重量就相当精确地增加一倍．因此，在描述物质的多少上，重量和质量是极为相同的．于是，人们就用重量来衡量物质的多少，把质量定义为重力大小的量度，从而就把重量概念和质量概念混为一谈了.在诸如世界四大通才之一，意大利物理学家、天文学家、数学家、科学革命先驱、近代实验科学奠基人、观测天文学之父、现代物理学之父伽利略（GalileoGalilei，公元1564.2.15～1642.1.8）；法国著名物理学家、数学家、哲学家、生理学家、解析几何的创始人笛卡儿（RenéDescartes，公元1596.3.31～1650.2.11）；世界四大通才之一，德国著名物理学家、数学家、哲学家、逻辑学家莱布尼茨（GottfriedWilhelmLeibniz，公元1646.7.1～1716.11.14）等大家的著作中，重量和质量这两个术语就可互换使用．所以，为了研究问题方便，我们把这种质量概念叫做重力质量．由于重力的大小与密度无关，所以重力质量能够描述密度不同的物质的多少，所以重力质量就取代了体积质量而被人们使用了．

然而，重量和质量也有着严格的区别，即对于一个确定量的物体，重量在地球的不同纬度、不同高度和不同地质结构处并不相同；而质量却与地球的位置无关．因此，在地球的不同处，就无法用重量准确地表示物质的多少了．这就是说，重力质量的概念是错误的．所以重力质量也就随着人们对于客观世界认识的深入而被淘汰了．

但是，人们实践活动的经验反复证明，在地球的任一确定地点，重量和质量仍然相当精确地成正比，只不过是在地球的不同地方，其正比系数不同而已．我们把这一事实叫做质重正比原理．尽管重力质量概念被淘汰，但是人们利用质重正比原理测量质量的方法一直沿用到今天，并且在在一些场合下，仍在使用重力质量．例如，在农贸市场上，仍有大量摊贩