مفاهیم جرم در فیزیک و فلسفه معاصر ۲۰۰۹
Concepts of Mass in Contemporary Physics and Philosophy 2009

مفهوم جرم یکی از بنیادی‌ترین مفاهیم در فیزیک است، که از نظر اهمیت تنها با مفاهیم فضا و زمان قابل مقایسه است. اما برخلاف این دو مفهوم اخیر، که موضوع مطالعات بی‌شماری در فیزیک و فلسفه بوده‌اند، مفهوم جرم به ندرت مورد بررسی قرار گرفته است. در اینجا، ماکس جمّـر، فیلسوف و مورخ برجسته فیزیک، مطالعه‌ای مختصر اما جامع، منسجم و خودکفا از مفهوم جرم ارائه می‌دهد، به همان شکلی که در فیزیک معاصر تعریف، تفسیر و به کار گرفته می‌شود، و همان‌طور که در فلسفه علم مدرن مورد بررسی انتقادی قرار می‌گیرد. این کتاب با تمرکز بر نظریه‌های ارائه شده پس از اواسط دهه 1950، اولین کتاب از نوع خود است که جدیدترین تحقیقات تجربی و نظری در مورد ماهیت جرم و نقش آن در فیزیک مدرن، از قلمرو ذرات بنیادی تا کیهان‌شناسی کهکشان‌ها را پوشش می‌دهد.

کتاب با تحلیلی از دشواری‌های مداوم تعریف جرم لختی به شیوه‌ای غیر دورانی آغاز می‌شود و به این پرسش مرتبط می‌پردازد که آیا جرم یک مفهوم مشاهده‌ای است یا یک مفهوم نظری. سپس به بررسی مفهوم جرم در نسبیت خاص و مسئله ظریفِ این‌که آیا جرم سکون نسبیتی تنها مفهوم معتبر جرم است و آیا با جرم کلاسیک (نیوتنی) یکسان است، می‌پردازد. در ادامه، تحلیل انتقادیِ مشتقات مختلفِ رابطه مشهورِ هم‌ارزی جرم و انرژیِ E = mc2 و تفسیرهای متناقض آن ارائه می‌شود. جمّـر سپس فصلی را به تمایز بین جرم لختی و جرم گرانشی و به نسخه‌های مختلفِ به اصطلاح اصل هم‌ارزی اختصاص می‌دهد، اصلی که نیوتن کتاب «اصول ریاضی فلسفه طبیعی» خود را با آن آغاز کرد، اما همچنین به نقطه شروع نسبیت عام اینشتین تبدیل شد، که فیزیک نیوتنی را منسوخ می‌کند. کتاب با ارائه نظریه‌های دینامیکی سراسری و موضعی که اخیراً در مورد منشأ و ماهیت جرم پیشنهاد شده‌اند، به پایان می‌رسد.

این کتاب که قرار است به مرجعی پرکاربرد برای فیلسوفان و فیزیکدانان تبدیل شود، برای خوانندگان غیرمتخصص و علاقه‌مند به مبانی فیزیک نیز نوشته شده است.

The concept of mass is one of the most fundamental notions in physics, comparable in importance only to those of space and time. But in contrast to the latter, which are the subject of innumerable physical and philosophical studies, the concept of mass has been but rarely investigated. Here Max Jammer, a leading philosopher and historian of physics, provides a concise but comprehensive, coherent, and self-contained study of the concept of mass as it is defined, interpreted, and applied in contemporary physics and as it is critically examined in the modern philosophy of science. With its focus on theories proposed after the mid-1950s, the book is the first of its kind, covering the most recent experimental and theoretical investigations into the nature of mass and its role in modern physics, from the realm of elementary particles to the cosmology of galaxies.

The book begins with an analysis of the persistent difficulties of defining inertial mass in a noncircular manner and discusses the related question of whether mass is an observational or a theoretical concept. It then studies the notion of mass in special relativity and the delicate problem of whether the relativistic rest mass is the only legitimate notion of mass and whether it is identical with the classical (Newtonian) mass. This is followed by a critical analysis of the different derivations of the famous mass-energy relationship E = mc2 and its conflicting interpretations. Jammer then devotes a chapter to the distinction between inertial and gravitational mass and to the various versions of the so-called equivalence principle with which Newton initiated his Principia but which also became the starting point of Einstein’s general relativity, which supersedes Newtonian physics. The book concludes with a presentation of recently proposed global and local dynamical theories of the origin and nature of mass.

Destined to become a much-consulted reference for philosophers and physicists, this book is also written for the nonprofessional general reader interested in the foundations of physics.