ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Масса и принцип инерционности из "Метод переменного действия Изд2 " Исследование природы движения, состоящего в перемене места с течением времени, без понятия массы невозможно ( Природа массы — вопрос 1 современной физики [78]). Проблемы с применением термина масса требуют как анализа возникновения релятивистских понятий, так и нового отношения к основам классической механики. Сравнение показывает, что инерционная и гравитационная массы проявляются в ситуациях, сопровождаемых явлением, которое можно характеризовать как изменение нарушения симметрии . Этому принципиальному положению требуется конкретизация, содержащая указания о том, о какой симметрии идёт речь, в чём состоит её нарушение и как происходит изменение этого нарушения. Например, в физике элементарных частиц наблюдается появление массы при спонтанном нарушении калибровочной симметрии . Естественно провести анализ подобных ситуаций в классической механике. [c.239] Обсудим свойства массы в аксиоматических соотношениях механики с учётом концепции Маха [64] о бесконечно удалённой массе, которую мы используем для представления о сферической симметрии, нарушениях этой симметрии и изменениях этих нарушений. [c.239] Перечислим свойства массы в классической механике. [c.239] В принципе инерции Галилея масса не упоминается, а в принципе инерции А. Пуанкаре ей отводится роль коэффициента, который удобно ввести в вычисления [94. [c.239] Предмет обсуждения фигурирует в пп. 1-9 то как свойство, то как количество, то как вещество, то как тело (то как существующее, то как возникающее), т.е. в тех многочисленных обличьях , в которых представляется нам и масса. [c.240] Формулировки первых шести перечисленных свойств близки по содержанию свойствам, приведённым в статье [78], где проведено их сравнение со свойствами массы в теории относительности. Понятие массы как меры (см. свойство 1) по сути доклассическое (связанное с философскими категориями), но возврат к этой стороне понятия оказался неизбежным и в постньютоновской механике. Далее мы не будем разграничивать указанные периоды. [c.240] Среди равноправных инерциальных систем (свойство 4) выделим как логически первичную ту инерциальную систему координат, в которой изолированная материальная точка покоится. [c.240] Об эквивалентности инерционной (свойство 5) и гравитационной (свойство 6) масс будет говориться ниже в задаче двух тел (см. пример 2). [c.240] К свойству 7 добавим, что понятия работы силы и импульса силы имеют смысл, если сила приложена к материальной точке (в том числе и в тех моделях, где массой этой материальной точки нренебрегается). В перечень динамических величин включаем также действие, которое, в отличие от других динамических величин, является интегральной характеристикой. [c.240] Пункт 8 выражает необходимость учёта бесконечно удалённых масс ...даже в простейшем случае, в котором мы как будто занимаемся взаимодействием только двух масс, отвлечься от остального мира невозможно (курсив наш). Дело именно в том, что природа не начинает с элементов, как мы вынуждены начинать [64]. Распределение массы должно быть таковым, чтобы пространство было однородным и изотропным (и тогда оно описывается геометрией Евклида). Без обращения к бесконечно удалённым массам не удастся рассматривать задачи об энергоресурсе тела (см. заметку 37) и скрытых движениях. [c.240] Пункт 9 выражает новое для классической механики наблюдение за проявлением свойства тела иметь инерционную массу и изменением нарушения симметрии бесконечной Вселенной. [c.240] Остановимся на данном вопросе несколько подробнее. Удалённые массы мы примем во внимание (в рассуждениях, а не во взаимодействиях), начиная с аксиом о движении одного тела. [c.240] Пусть инерциальное движение (материальной точки) наблюдается теперь из другой инерциальной системы отсчёта, в которой изолированная материальная точка движется равномерно и прямолинейно. Тогда и появляется масса как характеристика, участвующая в формировании всех названных динамических величин. Заметим, однако, что этому сопутствует изменение нарушения сферичекой симметрии Вселенной (далее просто изменение нарушения симметрии ). Действительно, центр однородно распределённых удалённых масс теперь находится (вместе с наблюдателем) в начале координат, а материальная точка — уже не в её центре и (или) с течением времени смещается относительно этого центра. Вселенная, включающая, кроме удалённых масс, также и рассматриваемую материальную точку, перестала быть симметричной для наблюдателя имеется нарушение симметрии, которое изменяется вместе с перемещением материальной точки. Получается, что Вселенная (её модель) зависит от тех правил, по которым наблюдатель формирует её в бесконечности Действительно, таково непредикативное понятие бесконечного (подробнее см. заметку 31) модель бесконечной Вселенной включает мысленный процесс достраивания видимой Вселенной (область её расширяется вместе с нашими знаниями извне, изнутри, на границе и т.д.) к некоему образу бесконечной Вселенной (отсюда, в частности, и так называемый гравитационный парадокс [75]). [c.241] Во втором законе Ньютона фигурирует сила, приложенная к материальной точке и сообщающая ей ускорение, что также позволяет выявить её массу. Этому опять сопутствует изменение нарушения симметрии, поскольку для силы неявно предполагается наличие её материального носителя ( источника ) — силового поля. [c.241] Если полагать, что инерционность — врождённое свойство тел, то нет оснований сомневаться в наличии свойства тела иметь массу и в покое. Однако это означает принятие доклассического понимания массы, что не входит в нашу задачу. Таким образом, нужно признать, что релятивистские теории имеют логически небезупречный классический ориентир — массу тела в состоянии покоя . Последнее относится к термину масса ( масса покоя , собственная масса ), принимаемому в теории относительности и совпадающему с классической, как выяснилось, не первичной массой. Поскольку все массы в классической механике эквивалентны, в релятивистских теориях вопрос о пересмотре соответствия пока не ставится. [c.242] Напротив, в классической механике для соответствия её релятивистской теории требуется ответить на вопрос можно ли приписать энергию Ео) телу с массой то), находящемуся в покое Притом так, чтобы энергия Ео = тос (где с — некоторая скорость) имела механический смысл. Для ответа на поставленный вопрос воспользуемся классической моделью точки переменной массы (см. пример 1). [c.242] Таким образом, свойства 8, 9 выражают некоторый принцип, распространяемый нами на классическую механику и названный изменением нарушения симметрии. [c.243] Предлагаемое название принципа является достаточно обш,им (и неопределённым) и включает в себя как обсуждаемый принцип инерционности для сферически-симметричной Вселенной, так и принцип спонтанного нарушения калибровочной симметрии при взаимодействии элементарных частиц. [c.243] Приведём примеры изменения нарушения симметрии . [c.243] Энергия частиц непосредственно после отделения (формула (1в)) сохраняется и в дальнейшем свободном их движении. Вместе с отделившимися частицами должна также уноситься та часть внутренней энергии, которая имеется сверх значения в правой части формулы (1а). [c.244] Вернуться к основной статье