科学小品《关于重量就是质量的答辩》(2)
史锦顺 · 2010-12-17 09:07 · 51024 次点击
**《关于重量就是质量的答辩》**(史锦顺)
**宣讲员:**
其实,在实际运用中,重量的概念几乎人人掌握,人人会用。谁不知道一百公斤大米比八十公斤大米多。
就一般人来说,知道重量单位是千克(公斤),秤上标度的主单位是千克(公斤),也就够了。
问题出在如何概括的问题上,出在教科书上、辞典上。许多科学家、语言学家把重量概念解错了。他们或者顾及形式而忽视内容,或者只看手段而不察结果,或者仅是词义引申而未深入到物理本质。
尊敬的科学家、语言学家,你们要写专著,写教科书,要编字典、辞典,你们的理解已经并将继续影响许多人,请你们慎重!
好,让我们讨论这样几个问题:质量是什么;重量是什么;测量重量时测出的是重力还是质量;哪些量随地点变化,哪些量不变。
质量是物体所含物质质量。这点,《新华词典》、《现代汉语词典》概括得很好。惯性质量,引力质量,是从物体的某一方面性质来描述的。物质之量的说法,直截了当,通俗,明确。当然,加上惯性质量、引力质量的补充,就更严格。物理之量大,即质量大,则惯性大,产生引力大;物理之量小,即质量小,则惯性小,产生引力小。
重力是物体受地心的引力。若物体质量为m,则重力为mg,g是当地重力加速度。
重量表征的是什么呢?重量并不是重力的量度,重量表征的是物质的多少,就是物质之量,即质量。
今年夏粮丰收,增产500万吨。500万吨是重量,表明的是增产粮食的数量。
我们买粮、买肉、买菜都要称重量。称重的目的在于衡量、判别东西的多少。至于此时此刻地心引力是大是小,我们并无兴趣。生活中如此,工农生产中、国内国际贸易中,也都是这样。多少吨钢材,多少吨石油,多少吨粮食,多少吨棉花,多少克钻石,多少公斤黄金,称的是重量,表明的是该种物质的数量。
语言的基本原则是约定俗成,人们把杆秤、台秤等衡器测得的结果叫重量,这是我们讨论重量概念的基本出发点。由此出发我们讨论重量的本质。
重量是用秤称出来的。我们讨论一下称重问题。
杆秤、台秤都利用杠杆原理。用杆秤称重量,平衡靠重力,粗看起来,测得值似乎是重力。其实不然。MgL=mgl等式两边的重力加速度g对消了。
杆秤称出的是质量m,我们通常称它为重量,可见,重量就是质量。
质量是物体的固有的性质,不随地点而变化。重力是一种引力,随地点(力场强度)而变化。重量随地点变不变呢?让我们做个理想实验。我的身体的重量随地点变不变,要测量一番,再下结论。
在地球上,我坐在天平一边,另一边放砝码。等臂天平,平衡了,砝码标数就是我的重量,一看是96kg。我到了月球上。科学家曾预言我的重量将变成在地球时的六分之一,即16kg,我不相信,于是用带到月球上的原在地球老家用过的那架天平再称我的重量。我坐在天平一边,请科学家在另一边加砝码加到16kg,天平歪着;继续加呀加,最后平衡了,一数砝码,还是96kg(在月球上,我受力小了,砝码受力也小了)。也就是说,重量是不变的。
称重时必须有重力(引力),即g不能为零,但g值大小对称量结果不起作用,出现在等式两边,消掉了。因此,称重是以重力为媒介进行的质量测量。
这样,不妨给重量下个新定义:
**重量是以重力为媒介而测得的质量**。
以前,许多人,包括一些科学家、语言学家,凭直觉或仅从字面出发,将重量解释为重力的量度,这是不正确的,这种认识要改变。
**语言学家**:
重量表示轻重,古今皆然。孟子曰:“权,然后知轻重;度,然后知长短”。权就是称重,可见古代就认为称重是决定轻重的。
**宣讲员**:
重量这个概念,起源于人们的轻重感觉,而人的轻重感觉是由重力引起的。把重量当成重力的量度,事出有因,但这是不对的。人们的轻重感觉,并不能决定重量。大人与小孩,强壮的人与病弱的人,甚至买主与卖主,感觉不会一样。
重量是用杆秤、台秤等衡器称出来的。换句话说,杆秤、台秤等衡器的测量结果重量。
两个概念没争议,一个是质量,一个是重力。质量单位是千克(公斤),重力单位是牛顿。重量这个概念是前者还是后者,最简单的办法是比较单位的异同。
重量的单位是千克(公斤),与质量单位相同,而与重力单位不同。单位相同才可能是同一量,单位不同不可能是同一量。
用千克(公斤)表示的重量就是质量。倘若指力的概念时,应称为重力,单位是牛顿。
**语言学家**:
我看这里有一词多义的问题。英语Weihgt既表重量,也表质量,也表重力(郑易里:英汉大辞典)。
**宣讲员**:
是有这种问题。我们的任务是使概念明确,做到法制、科学、人民群众使用习惯三者的统一。值得庆幸的是,在重量概念上,人民群众的习惯与法制是一致的。需要改变的是一些教科书、辞典的写法,这是容易做到的。
人们的轻重感觉,发展引申出两个概念。
一个是重力,重力是人们轻重感觉的本源。
重力是地球对物体的吸引力的一部分。地球上的物体,随地球自转而做圆周运动,需要一定的向心力来维持。地球对物体的吸引力(万有引力)一部分维持物体的圆周运动,一部分表现为向下的力。这个向下作用、能使其他物体受到压力的力称为重力。
人们的轻重感觉引申出的另一个概念是重量。初看起来,重量似乎是重力的量度,其实不然。重量是用杆秤、台秤等衡器称出来的,它在一定条件下(g值不变)与重力成正比,但它不是重力,它是质量,它是用来表征物质多少的。
用以表征物质多少的重量概念,在工农业生产中,在贸易中,在人民生活中被广泛应用。
也可以这样说:以力为描述对象时称重力,单位是牛顿;说明物质多少时称重量,单位是千克(公斤)。
用天平、杆秤、台秤量得的是重量,即质量。测得值与重力加速度无关。
以千克(公斤)为单位的是重量。以牛顿为单位的是重力。
**语言学家**:
《现代汉语辞典》“失重”条解释为“物体失去重量”,应改为“物体失去重力”。
**学员乙**:
我是搞外贸的。对重量是否因地区而变化很感兴趣。
“新华辞典”上说:“重力在各地区因重力的不同而稍有差别,在两极比赤道大些,在高处比低处小些”。以前我心理常嘀咕:上海称过的钢材,运到阿富汗,重量少了多少;雅加达称过的橡胶,运到莫斯科,重量又多了多少。听了这一讲,放心了,原来重量就是质量,运到天涯海角,即使到了月球,重量也是不变的。
随纬度、高度变化的是重力,而不是重量。只要秤是准的,在哪里称量,重量都一样。
**科学家**:
开始,我对宣讲员的讲解有些抵触。听着听着,摇头变成点头,反对变成赞成了。
国家计量总局教育处教材编写组编著的《质量计量基础》一书,把重量说成是重力,还硬把重量单位规定为牛顿,这既不符合国家计量法制,也不符合广大人民群众习惯。还有些书,如《计量管理》,表示遵从国务院命令,却大谈重量与质量的区别,看来认识并没通,还得宣传。
**宣讲员**:
谢谢各位支持。
应当说明,重量概念的明确,应归功于法定计量单位起草、制定的诸位专家。重量一词的歧义,具有国际性。我们高兴地看到,我国较好地解决了这一问题。(全文完,删去了公式部分,有兴趣可看奇迹文库仪器与测量栏原文。)