Терминологическое обсуждение понятия массы

[Munin]

У фотона нет энергии покоя, потому что он не бывает в покое. А масса есть. 0.

[realeugene]

warlock66613 в сообщении #1148642 писал(а):

Значит, всё-таки не знали чего-то учёные, какого-то нетривиального факта о взаимоотношении массы и энергии? Можно сказать, что они не знали, что масса - это разновидность энергии — вы согласны?

Ну а несколько тысяч лет назад учёные и арифметику не знали. И что с того? Мы современную науку обсуждаем, или историю?

В этой теме изначально обсуждалась СТО, а не ньютоновская механика, не квантовая механика и не ОТО. Так, давайте, не будем путать понятия из разных теорий.

Munin в сообщении #1148643 писал(а):

У фотона нет энергии покоя, потому что он не бывает в покое. А масса есть. 0.

Какие ещё "фотоны"? Разумеется, в квантовой механике иные определения массы, энергии и тел.

[arseniiv]

realeugene в сообщении #1148645 писал(а):

Какие ещё "фотоны"?

Просто возьмите в СТО точечную частицу с нулевой массой. Не существует ИСО, в которой она бы покоилась. $E_0$ не определена.

realeugene в сообщении #1148616 писал(а):

Дайте, пожалуйста, определение понятию "масса", которым пользуетесь вы.

Ну было же:

arseniiv в сообщении #1148564 писал(а):

Масса — модуль 4-импульса

-- Сб сен 03, 2016 11:45:08 --

Вот чего я не понимаю, так это мотивацию realeugene (мотивация Emergency, кажется, угадывается по совокупности постов). Польза от продвигаемого взгляда на вещи так и не показана. Чем он проще общепринятого?

[warlock66613]

realeugene, вы не ответили на мой вопрос.

[realeugene]

arseniiv в сообщении #1148661 писал(а):

realeugene в сообщении #1148645 писал(а):

Какие ещё "фотоны"?

Просто возьмите в СТО точечную частицу с нулевой массой. Не существует ИСО, в которой она бы покоилась. $E_0$ не определена.

Ваша точка зрения понятна: масса эквивалентна энергии покоя всегда, кроме тех случаев, когда частица не может покоиться, и в этих случаях мы можем приписать частице нулевую массу, но не можем приписать энергию покоя. Верно? Это, конечно, сильная позиция, и, вообще-то, я об этом не думал до того, как вы мне это разъяснили. Тем не менее, попробую её немного пошатать.

Что, вообще, такое безмассовые частицы в классической физике, и существуют ли они? Даже для электромагнитных волн масса нулевая только в пределе плоских бесконечных волн. Которые, строго говоря, не существуют.

И, в конце концов, что нам мешает формально приписать безмассовым частицам нулевую энергию покоя? И говорить, что такой системы отсчёта, в которой частица покоится, не существует, потому что системы отсчёта не могут двигаться со скоростью света, но существует нулевой предел энергии этой частицы в последовательности систем отсчёта, движущихся в направлении импульса этой частицы в пределе со скоростью света? И мы приписываем безмассовым частицам нулевую энергию покоя ввиду этого предела. Заметьте, такой подход вполне последователен и ничему не противоречит, кроме "выводов по названию".

-- 03.09.2016, 11:36 --

warlock66613 в сообщении #1148668 писал(а):

realeugene, вы не ответили на мой вопрос.

Простите, на какой конкретно? На какие-то ваши вопросы я ответил совершенно точно.

-- 03.09.2016, 11:42 --

arseniiv в сообщении #1148661 писал(а):

Вот чего я не понимаю, так это мотивацию realeugene (мотивация Emergency, кажется, угадывается по совокупности постов). Польза от продвигаемого взгляда на вещи так и не показана. Чем он проще общепринятого?

Люблю докапываться до дьявола в деталях.

-- 03.09.2016, 11:50 --

arseniiv в http://dxdy.ru/post1148661.html#p1148661 писал(а):

realeugene в сообщении #1148616 писал(а):

Дайте, пожалуйста, определение понятию "масса", которым пользуетесь вы.

Ну было же:

arseniiv в сообщении #1148564 писал(а):

Масса — модуль 4-импульса

Видите ли, этот вопрос был адресован не вам. Если вы любите отвечать на частично саркастические вопросы, адресованные не вам, не могли бы вы, так же, прокомментировать следующую цитату?

Цитата:

А говорить о массе кирпича самого по себе во взаимодействующей системе - малость некорректно.

[Munin]

realeugene в сообщении #1148645 писал(а):

Разумеется, в квантовой механике иные определения массы, энергии и тел.

Ну надо же! А мужики-то и не знают! Всё старыми пользуются!

Emergency в сообщении #1148664 писал(а):

Да, значительная часть физиков почему-то предпочитают называть массой только массу покоя.

Ни в коем случае. Повторяю: у фотона покоя не существует. Соответственно, и массы покоя не существует. А масса существует.

Emergency в сообщении #1148664 писал(а):

Но тогда надо распрощаться с законом сохранения массы

Ну вы проснулись! С ним распрощались уже более 100 лет назад!

-- 03.09.2016 12:33:08 --

realeugene в сообщении #1148679 писал(а):

Что, вообще, такое безмассовые частицы в классической физике, и существуют ли они? Даже для электромагнитных волн масса нулевая только в пределе плоских бесконечных волн. Которые, строго говоря, не существуют.

Что такое "не существует" в классической физике? Есть эксперименты, и в них что-то может не обнаруживаться приборами с существующей погрешностью. Конечно, теория может утверждать, что вообще-то какая-то ненулевая величина всё-таки есть, просто приборы для этого недостаточно чувствительны. Но это теоретическое утверждение. Если мы позволяем себе такие утверждения, то точно так же мы должны позволить и рассматривать плоские бесконечные волны. Они ничем не хуже, их "несуществование" происходит из недостатков наших приборов, и на самом деле мы можем сделать волну, отличия которой от плоской бесконечной не будут теми же приборами замечаться.

realeugene в сообщении #1148679 писал(а):

Люблю докапываться до дьявола в деталях.

Такое занятие, не поставленное на фундамент нормальных знаний (и интерес к их углублению), обычно превращается в пустомельство.

Вот занялись бы вы теорией ГВС, поняли бы, насколько далеки ваши воображаемые "дьяволы" от реальных проблем физики.

[realeugene]

Munin в сообщении #1148690 писал(а):

realeugene в сообщении #1148645 писал(а):

Разумеется, в квантовой механике иные определения массы, энергии и тел.

Ну надо же! А мужики-то и не знают! Всё старыми пользуются!

Мужики, наверное, не знают, а физики - знают. Масса частицы - это константа в уравнениях, описывающих динамику частиц одного рода, а энергия - собственное значение оператора энергии.

[Munin]

realeugene в сообщении #1148703 писал(а):

Мужики, наверное, не знают, а физики - знают.

Я про физиков и говорил.

realeugene в сообщении #1148703 писал(а):

Масса частицы - это константа в уравнениях, описывающих динамику частиц одного рода

Это, конечно, верно, но таких констант много, а масса среди них - одна.

realeugene в сообщении #1148703 писал(а):

а энергия - собственное значение оператора энергии.

И это верно, но операторов много, а энергия всё равно одна.

[realeugene]

Munin в сообщении #1148690 писал(а):

realeugene в сообщении #1148679 писал(а):

Что, вообще, такое безмассовые частицы в классической физике, и существуют ли они? Даже для электромагнитных волн масса нулевая только в пределе плоских бесконечных волн. Которые, строго говоря, не существуют.

Что такое "не существует" в классической физике? Есть эксперименты, и в них что-то может не обнаруживаться приборами с существующей погрешностью. Конечно, теория может утверждать, что вообще-то какая-то ненулевая величина всё-таки есть, просто приборы для этого недостаточно чувствительны. Но это теоретическое утверждение. Если мы позволяем себе такие утверждения, то точно так же мы должны позволить и рассматривать плоские бесконечные волны. Они ничем не хуже, их "несуществование" происходит из недостатков наших приборов, и на самом деле мы можем сделать волну, отличия которой от плоской бесконечной не будут теми же приборами замечаться.

Я, тоже, не возражаю против предельных переходов. Я, только, заметил, что в предельном переходе системы отсчёта, двигающейся со скоростью света, электромагнитная волна исчезает, и её энергия покоя становится равной нулю.

Несуществование бесконечной плоской волны проистекает из того самого понятия бесконечности, недостижимой по определению этого понятия. А если мы рассматриваем предельные переходы, ещё раз, ничто не мешает нам рассмотреть и предельный переход к скорости света при рассуждениях про энергию покоя.

Munin в сообщении #1148690 писал(а):

Вот занялись бы вы теорией ГВС, поняли бы, насколько далеки ваши воображаемые "дьяволы" от реальных проблем физики.

Теорией горячего водоснабжения, что-ли? Спасибо, но каждому - своё.
Разумеется, споры о том, что такое энергия покоя безмассовых частиц, крайне далеки от реальных проблем физики.

-- 03.09.2016, 13:18 --

Emergency в сообщении #1148706 писал(а):

Если при этом масса не превращается в энергию, то куда она девается?

Масса неаддитивная величина, она не обязана сохраняться.
Масса в СТО и есть энергия. Одна из форм энергии, выделяемая как "масса".

-- 03.09.2016, 13:20 --

Munin в сообщении #1148705 писал(а):

И это верно, но операторов много, а энергия всё равно одна.

Я не утверждал, что энергия в квантовой механике не обладает уникальными свойствами. Я утверждал, что понятия энергии и массы в квантовой механике очень сильно отличаются от аналогичных понятий в классической физике. Не меньше, чем сама квантовая механика отличается от классической физики.

[warlock66613]

realeugene, выделил курсивом.

warlock66613 в сообщении #1148642 писал(а):

Значит, всё-таки не знали чего-то учёные, какого-то нетривиального факта о взаимоотношении массы и энергии? Можно сказать, что они не знали, что масса - это разновидность энергии — вы согласны?

[realeugene]

warlock66613 в сообщении #1148713 писал(а):

realeugene, выделил курсивом.

warlock66613 в сообщении #1148642 писал(а):

Значит, всё-таки не знали чего-то учёные, какого-то нетривиального факта о взаимоотношении массы и энергии? Можно сказать, что они не знали, что масса - это разновидность энергии — вы согласны?

Мне казалось, что именно по этому поводу я и ответил, что это - история. Разумеется, исторически ваше утверждение верно.

На самом деле, ситуация немного тоньше. В ньютоновской механике, вообще, нет массы покоя, но масса аддитивна. Ньютоновской механикой мы пользуемся и сейчас, пока нас устраивает её точность.

Когда-то думали, что и "делить на ноль нельзя". А потом научились, предельными переходами.

[warlock66613]

realeugene, так вы можете или не можете сформулировать, что нового в понимание связи между массой и энергией привнесла СТО?

[realeugene]

warlock66613 в сообщении #1148715 писал(а):

realeugene, так вы можете или не можете сформулировать, что нового в понимание связи между массой и энергией привнесла СТО?

Я не могу сформулировать? Во-первых, вы это меня и не просили. Во-вторых, я не на экзамене, чтобы отвечать на вопросы, заданные таким тоном.
Осмысленно такое понятие, как "энергия покоя", и масса есть энергия покоя, с возможными оговорками, что у безмассовых частиц, у которых, кстати, массы нет по их названию, можно принять массу, равной нулю - это и принесла СТО.

[Mikhail_K]

Emergency в сообщении #1148719 писал(а):

Отчего же кого-то должен смущать переход формы энергии, называемой массой, в другую форму энергии?

Ну не говорят же "переход кинетической энергии в энергию". Говорят: "Переход кинетической энергии в потенциальную энергию, или во внутреннюю энергию". Так же, не нужно и говорить "Переход массы в энергию".

warlock66613, насколько я понял, Вы и Munin утверждаете, что равенство энергии покоя и массы - это закон, а realeugene говорит, что это определение массы. Если принять, что это закон, а не определение, то каково определение массы? В теме было предложено определение массы как модуля 4-импульса.
У меня складывается впечатление (верное ли?), что оба подхода эквивалентны и отличаются только положенными в основу определениями. Например, если мы определяем массу как энергию покоя (с указанием, что если тело не может находиться в состоянии покоя, то эта величина равна нулю), то вместо закона о равенстве массы и энергии покоя у нас будет закон о равенстве массы и модуля 4-импульса. Хотя эти подходы могут различаться по степени естественности и принятости в науке.

[arseniiv]

realeugene в сообщении #1148679 писал(а):

Видите ли, этот вопрос был адресован не вам.

Я в курсе. Но общепринятое определение у массы одно.

realeugene в сообщении #1148679 писал(а):

Что, вообще, такое безмассовые частицы в классической физике, и существуют ли они? Даже для электромагнитных волн масса нулевая только в пределе плоских бесконечных волн. Которые, строго говоря, не существуют.

Иррелевантно. Рассмотрение частиц с $m^2=0$ не мешает принципу причинности, как рассмотрение частиц с отрицательным $m^2<0$, так что они имеют право на жизнь.

realeugene в сообщении #1148679 писал(а):

И, в конце концов, что нам мешает формально приписать безмассовым частицам нулевую энергию покоя? И говорить, что такой системы отсчёта, в которой частица покоится, не существует, потому что системы отсчёта не могут двигаться со скоростью света, но существует нулевой предел энергии этой частицы в последовательности систем отсчёта, движущихся в направлении импульса этой частицы в пределе со скоростью света? И мы приписываем безмассовым частицам нулевую энергию покоя ввиду этого предела. Заметьте, такой подход вполне последователен и ничему не противоречит, кроме "выводов по названию".

Во-первых, можно говорить о пределах только там, где задана топология. Не говорю о том, что её нельзя задать на пространстве всех ИСО, но вы должны как-то показать, что представляете, как это делается и что даст. Во-вторых, у всякой инвариантной величины должно существовать определение, не включающее в себя никаких координат. Из такого определения можно будет с лёгкостью получить всё координатное, а в обратную сторону не обязательно; вторая причина полезности в том, что такое определение имеет геометрический смысл, а координатное имеет лишь постольку, поскольку из него просвечивает инвариантное.

И всё-таки, чем ваше определение (теперь не только неинвариантное, но и более громоздкое) лучше общепринятого? Вы так и не сказали. Интересно же.

(Оффтоп)

realeugene в сообщении #1148679 писал(а):

Тем не менее, попробую её немного пошатать.

Неограниченный скептицизм поведенчески вреден, потому что отвлекает ресурсы, которые могли быть использованы лучшим способом.

Mikhail_K в сообщении #1148727 писал(а):

У меня складывается впечатление (верное ли?), что оба подхода эквивалентны и отличаются только положенными в основу определениями.

Не совсем. Как уже неоднократно замечено, энергия покоя безмассовой частицы не определена, ибо нет такой ИСО, где бы эта частица покоилась, какую мы мировую линию ни возьми. Для эквивалентности определений придётся рисовать весьма сомнительный предел.