质量是物理学的起点关于“质量到底是什么?”这个问题,自从现代科学发展起来,就一直困扰着科学家们 。最早给“质量”下定义的是牛顿,他在自己的著作《自然哲学的数学原理》中,开篇就给质量下了定义:
物质的量是起源于同一物质的密度和大小联合起来的一种度量 。
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我们要知道的是,《自然哲学的数学原理》被认为是物理学的起点,而“质量”又是《自然哲学的数学原理》的起点,因此,即使说“质量”是物理学的起点都一点不过分 。
在《自然哲学的数学原理》中,牛顿就提到了“极精确的摆的实验”,这个实验表明了:
质量和重量成正比 。
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质量催生了化学到了18世纪末,法国化学家拉瓦锡发现:
化学反应前后物质的质量不变 。
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也就是说,无论参与反应的物质如何变化,它们总体的质量是不变的 。这也被称为:质量守恒定律 。
自从“质量守恒定律”被提出来,结合着道尔顿的“原子论”,化学开始成为一门可以定量分析的学科,正式成为了一门科学理论 。所以,即使说“质量”是化学的起点,同样也不过分 。
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也从这个时期开始,“原子论”让科学家相信,
物质是可以分解的,并且最终可以得到不可分割的基本粒子 。不过,那个时代的科学家认为,这个“不可再分的基本粒子”就是原子 。
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粒子物理学的发展为了证明“原子论”,科学家用实验要求证 。只是万万没想到,原子并非是不可再分的 。先是卢瑟福引领了一波“轰击”潮流,他本人轰击过原子,原子核 。
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【一口气搞懂“质量”】而后来的科学家更狠,直接用上了高能粒子加速器,用“野蛮冲撞”的形式去想要撞开质子 。
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在一次次碰撞当中,他们硬是撞出了一个“粒子动物园”,前前后后发现了上百种粒子,最后构建起了一个粒子物理标准模型 。
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基本粒子和质量只是越撞,物理学家越迷糊 。我们可以思考一下,按照“原子论”的说法,也就是物质都是原子构成的 。那么,
物质的质量=原子的质量*原子的数量
但由于,一般物质是有多种原子构成的,所以,其实是各种元素的“原子的质量*原子的数量”加起来,就是物质的质量 。
我们可以把物质进行简化,假设就是研究“氢气”的质量,其实就是:
氢气的质量=氢原子的质量*氢原子的数量
可是随着粒子物理的发展,我们发现,原子还可以再分成电子和原子核 。如果还是研究氢气的质量,那就变成了:
氢气的质量=电子的质量*电子的数量+原子核的质量*原子核的数量
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而原子核还能继续分成质子和中子 。所以氢气的质量又变成了:
氢气的质量=电子的质量*电子的数量+质子的质量*质子的数量+中子的质量*中子的数量
接着呢?科学家又发现,质子和中子还可以再分成夸克 。所以氢气的质量又变成了:
氢气的质量=电子的质量*电子的数量+夸克的质量*夸克的数量
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好在有“夸克禁闭”,科学家没办法进行把夸克再分下去,否则真的是没完没了了 。
一位搅局的人但是,有个大神跑来搅局,这位大神就是爱因斯坦,他提出了著名的质能方程 。
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