物质英语:Matter)具有科学上和哲学上的双重含義。在经典物理学化学中,物质是任何有质量的物體,并通过体积来占据空间[1]。然而根据相对论,时间、空间是物质的存在形式,既没有脱离物质的时空,也没有脱离时空的物质[2]

物质的三态:氣态、液态、固态

科学上的“物质”编辑

物质是一個科學上沒有明確定義的詞,一般是指靜止質量不為零的東西(理论光子静止质量为零,但不存在静止的光子)。物质也常用來泛稱所有組成可觀測物體的成分[1][3]。物質的物理定義通常是:由夸克和輕子組成的物體,光子、玻色子在物理定義中通常不被認為是物質。

所有可以用肉眼看到的物體都是由原子組成,而原子是由互相作用的次原子粒子所組成,其中包括由質子中子組成的原子核,以及許多電子組成的電子雲[4][5]。 一般而言科學上會把上述的複合粒子視為物質,因為他們具有靜止質量及體積。相對的,像光子无质量粒子一般不視為物質。不過不是所有具有靜止質量的粒子都有古典定義下的體積,像夸克輕子等粒子一般會視為質點,不具有大小及體積。而夸克和輕子之間的交互作用才使得質子中子有所謂的體積,也使得一般物體有體積。

物質常見的物質狀態有四種:固體液體氣體等离子体。不過實驗技術的進步產生了許多新的物質狀態,像是玻色–爱因斯坦凝聚费米子凝聚态。對於基本粒子的研究也產生了新的物質狀態,像是夸克-膠子漿[6]。在自然科學的歷史中,許多人都在研究物質的確切性質,物質是由許多離散組件組合而成的概念,即所謂的「物質粒子論」,最早是由古希臘哲學家留基伯德谟克利特提出[7]

愛因斯坦證明[8]所有物质都可以视为能量(即質能等價),两者间的關係式即為著名的 ,其中 為能量, 為質量, 光速,其數值為 299792458 m/s。因此很小的質量可以轉換為很大的能量,例如正子和電子等費米子可以轉換為非物質的光子。不過雖然在這些過程中可以產生或是消滅物質,但是物質及能量的總和(透過 轉換)卻不會改變。

哲学上的“物质”编辑

哲学上,物质被用于指与精神(mind,spirit)相对的东西,在定义最广的情况下,哲学上的物质包括了粒子能量时空等。

参考文献编辑

  1. ^ 1.0 1.1 R. Penrose. The mass of the classical vacuum. S. Saunders, H.R. Brown (编). The Philosophy of Vacuum. Oxford University Press. 1991: 21. ISBN 0-19-824449-5. 
  2. ^ 赵国求, (2015) 双4维时空中物质波的规范变换及量子力学与相对论内在联系新探. 现代物理,01,1-14. doi: 10.12677/MP.2015.51001
  3. ^ Matter (physics). McGraw-Hill's Access Science: Encyclopedia of Science and Technology Online. [2009-05-24]. (原始内容存档于2011-06-17). 
  4. ^ P. Davies. The New Physics: A Synthesis. Cambridge University Press. 1992: 1. ISBN 0-521-43831-4. 
  5. ^ G. 't Hooft. In search of the ultimate building blocks. Cambridge University Press. 1997: 6. ISBN 0-521-57883-3. 
  6. ^ RHIC Scientists Serve Up "Perfect" Liquid (新闻稿). Brookhaven National Laboratory. 18 April 2005 [2009-09-15]. (原始内容存档于2012-07-16). 
  7. ^ J. Olmsted, G.M. Williams. Chemistry: The Molecular Science 2nd. Jones & Bartlett. 1996: 40. ISBN 0-8151-8450-6. 
  8. ^ Einstein, A. Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?. Annalen der Physik. 1905, 18 (13): 639–643 [2013-07-28]. Bibcode:1905AnP...323..639E. doi:10.1002/andp.19053231314. (原始内容存档于2019-03-02). 

外部链接编辑

参见编辑