物理学中怎样定义“物质”这个概念?

物理学中是怎样定义“物质”这一概念的?

《辞海》上说:物理学一词专指“研究物质的基本性质及其最一般的运动规律,以及物质的基本结构和基本相互作用等”的学科。也就是说,物理学是以物质作为自已的研究对象的。那么,它是如何定义物质这个概念的呢? 表面上看来,物理学似乎没有专门对物质作过定义,其实它已经通过自已的基本理论对物质进行了精确的定义。最早精确定义物质这一概念的,是牛顿的经典力学理论。 众所周知,牛顿的经典力学理论包括牛顿三大定律,其核心是牛顿第二定律,即牛顿原理。整体说来,牛顿经典力学是一个完整的体系。 它主要包括以下内容:1、提出了一些最基础的、不可以再退化的“基元性概念”,包括质量m、电荷Q、空间r、时间t,为对物质进行研究建立了较完整的概念体系;2、作为一种物理图像,提出了粒子模型(也称“系统模型”),它是对物质存在方式的近似模拟。需要特别指出,这一模型概括了所有物质存在的“基本形态”,并被牛顿认为是物质存在基本形态的唯一合理的近似。3、在这一模型基础上,牛顿又提出了质心的概念,以质心这个“质点”(具有质量而无维度的几何点)作为描述物体运动的“代表点”,将对物体运动规律的研究巧妙地转化(简化)为对质心运动规律的研究。4、作为牛顿力学的核心,第二定律阐述了物体运动的原因,解释了物质为什么会运动以及如何运动,从而也就说明了物质运动的基本规律。5、第一、第三定律是第二定律的前提性制约,或者说是第二定律成立的条件,从而使三大定律构成了一个自冾的理论体系。 由上述对牛顿力学基本内容的简述可见,这一理论已经回答了如何准确理解物质这一概念的内涵的问题。总结起来就是:1、m、q、r、t这4个“基元性概念”是“组成物质概念的基本单元”;它们可以分成两组,m、q这一组是描述物质特征属性的单元,r、t这一组则是描述物质时空属性的单元。 2、说明了物质的基本结构或者说结构的共性,即物质存在的基本形态是粒子;3、物质在力的作用下,按照牛顿第二定律的规定运动。对某个物体来说,这个力是“外力”、物体自身的内力两两抵消,不对质心的位移起作用。并且,由于并未说明所谓的外力和系统是何种特殊的外力和系统,则牛顿原理是适合一切外力和系统的普适的统一规律。由上可见,牛顿力学对“物质”的认识,可以简略地表达为:物质世界是由各种物质系统(即粒子)组成的;而这些系统由其特征属性(m,q)表征并具有结构形态;系统既占有着空间(r)又在空间中运动,且其结构形态也在发生着变化,而这种运动和变化是需要时间(t)的。牛顿力学对物质概念的认识是物理学历史上第一次较为清楚的认识。这一认识基本上是正确的,从而为物理学奠定了科学自然主义的认识论基础。但这一认识仍然存在着一些缺陷,我们以后再专门谈这方面的问题。(小区因冠毒而封闭。无聊之中写了此文。也算一点收获。)



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