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引力质量、惯性质量与惯性强度

 高原猎鹰 2020-01-05

  质量是人类人为定义的物体基本物质含量的测定标准,是有一个千克质量的标准物体的。人们要想知道什么物体质量有多少,就必须用相关的物体与标准质量物体进行力学对比,最简单有效的办法就是等背杠杆对比法(即天平),其次是比例杠杆对比法(杠杆秤)。弹簧秤是没法有效测定物体质量的,弹性仪器只能在极有限的地球表面上下近似地测量物体的质量。弹性仪器越精密,在不同的地方测定出来的同一物体的质量差别越明显,而杠杆法比较出来的质量根本就没有什么变化。不用标准质量体进行力学对比法测定出来的质量都与物体的实际质量无关,环境变化的影响也越大,因此,任何非对比性仪器都是不能用于测定任何物体质量的。

  明确了质量这个概念的意义和衡量方法后,下面我们来分析一下“引力质量”和“惯性质量”这两个“质量怪胎”。

  引力质量也称重力质量,是用重力来衡量的物体质量概念。用力来衡量物体质量是必须的,但是对于质量的衡量必须要与标准质量体进行同样的力学对比才能获得相关物体的质量。现代的弹簧秤、电子秤能衡量物体质量吗?方法正确了也能,方法不正确就不能,那就要看是否使用标准质量的砝码,有砝码就有对比,没有砝码就没有对比,没有对比就只是单纯的重力,任何物体的重力都会随着环境位置的改变而发生相应的改变,而同一物体的质量不会随着环境位置的改变而随意发生改变。特别是接近星体质心时,任何物体的重力都将趋于“零”而与星体表面上下的重力形成绝对的差别。在星体质心用重力对比法也是很难测定物体质量的。

  惯性质量是以相应的力加速一定质量的物体实现的加速度值来衡量的物体质量。即以物体抵抗外力的能力来衡量物体的质量,用抵抗物体重力的力衡量的质量就是前面所说的引力质量。地球表面大约9.8牛顿力就是1千克物体质量,在月球表面大约1.7牛顿力是1千克物体质量,很明显这是同一物体在不同星体表面上受到的引力发生了改变而非物体的质量发生了改变,就是用水平加速法或离心加速法测定,这种差别都是一样的,这种加速物体测定质量的方法却不会在星体内部表面、近距离产生趋于“零”质量的情况,但是在远离各种星体星系时就会产生趋于“零”质量的情况,这是此前的力学认识没有认识到的。因此惯性质量同样是不确定的。

  前面我们已经对“引力质量”和“惯性质量”进行了概念定义和测定方法上的分析,已经发现它们都是不稳定的“质量”概念,因此它们都只能算是作用力概念,并非是质量概念。质量守恒是因为基本物质数量守恒,而不是基本物质结合形式和运动状态的不同的相互作用强度的守恒,因此单纯作用力是无法测定任何物体质量的,只有用标准质量体进行对比才能测定相关物体的质量。“引力质量”、“惯性质量”之所以不稳定,是因为同一物体的惯性强度在发生着绝对的变化,并非同一物体的质量在不同的位置会产生什么变化。在物理学上引入“惯性强度”才可能正确认识自然。“惯性强度”是同一物体在不同环境和不同物体都有的不同的抵抗外力的强度的力学现象,是客观存在的物理现象。任何客观存在的物理现象都是不可否认的,我们只能想方设法去正确认识,想方设法进行有效的度量。惯性强度与物体质量的关系也只是在同一物理环境或有限的物理环境关系密切,范围拓展后就没有紧密的联系了。

  惯性强度可以有效地取代“引力质量”和“惯性质量”这两个力学概念。我们必须坚定地维护“物体的质量是物体所含基本物质的数量”这个质量的原始定义,质量是正确认识自然的基础概念之一。

  有效地在各种环境下测定物体质量的方法就是必须用标准质量体进行作用力对比。这样就不容易受空间环境或位置的影响了,当然标准质量体应该保证不与外界任何物质物体产生化学反应,标准质量体最佳的形状是球形。为了方便人类进行太空探索或深入星体地下的探索,最好设计并使用惯性强度测定仪器,简称惯性强度仪。惯性强度仪的用处非常广泛,目前没有这样的仪器,我断定未来的人类必将广泛使用“惯性强度仪”探索太空和星体内部。

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