质量是物体的物理属性,是物质数量的度量,是一个正标量。质量分为惯性质量和引力质量。自然界中任何物质都同时具有惯性质量和引力质量。这里的“物质”是指自然界中宏观物体和电磁场、天体和星系、微观世界中基本粒子的总称。
它是质量物理学中的一个基本概念,其含义和内容随着科学的发展而不断明确和丰富。起初,牛顿将质量描述为物质的数量,即物质数量的度量。
在牛顿力学中,给定的物体有一定的惯性质量(用字母表示),在牛顿力学第二定律中表现为一个与时间无关的常数,位置在空之间:F=ma(物体加速度A的大小与力F的大小成正比,比例系数M称为物体的惯性质量)。惯性是物体惯性的量度:m越大,越难改变其运动状态(速度)。在牛顿力学中,没有惯性质量等于零的物体。在狭义相对论中,惯性质量被细分为静止质量、动态质量和相对论质量(总质量)。相对质量与静止质量之差称为动态质量[1]。
对于可以在实验室测试的物体,惯性质量和引力质量是相等的。20世纪,爱因斯坦在广义相对论中的等效原理是建立在惯性质量和引力质量相等的前提下的。可以认为,所有与广义相对论相关的观测和实验的精确结果,都可以看作是两者质量相等的证明。因此,惯性质量和引力质量是表征物体内在性质的同一物理量的不同表现。