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物质是一个科学上没有明确定义的词,一般是指静止质量不为零的东西。物质也常用来泛称所有组成可观测物体的成份[1] [2]

所有可以用肉眼看到的物体都是由原子组成,而原子是由互相作用的次原子粒子所组成,其中包括由质子中子组成的原子核,以及许多电子组成的电子云[3] [4]。 一般而言科学上会将上述的複合粒子视为物质,因为他们具有静止质量及体积。相对的,像光子无质量粒子一般不视为物质。不过不是所有具有静止质量的粒子都有古典定义下的体积,像夸克轻子等粒子一般会视为质点,不具有大小及体积。而夸克和轻子之间的交互作用才使得质子中子有所谓的体积,也使得一般物体有体积。

物质常见的物质状态有四种:固体液体气体等离子体。不过实验技术的进步产生了许多新的物质状态,像是玻色–爱因斯坦凝聚费米子凝聚态。对于基本粒子的研究也产生了新的物质状态,像是夸克-胶子浆[5]。在自然科学的历史中,许多人都在研究物质的确切性质,物质是由许多离散组件组合而成的概念,即所谓的「物质粒子论」,最早是由古希腊哲学家留基伯德谟克利特提出[6]

爱因斯坦证明[7]所有物体都可以视为能量(即质能等价),之间的关系式即为著名的<math>E = mc^2</math>,其中<math>E</math>为能量,<math>m</math>为质量,<math>c</math>为光速,其数值为299792458 m/s。因此很小的质量可以转换为很大的能量,例如正子和电子等费米子可以转换为非物质的光子。不过虽然在这些过程中可以产生或是消灭物质,但是物质及能量的总和(透过<math>E = mc^2</math>转换)却不会改变。

参考文献

  1. R. Penrose. The mass of the classical vacuum. (编) S. Saunders, H.R. Brown. The Philosophy of Vacuum. Oxford University Press. 1991: 21. ISBN 0-19-824449-5. 
  2. 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). 
  3. P. Davies. The New Physics: A Synthesis. Cambridge University Press. 1992: 1. ISBN 0-521-43831-4. 
  4. G. 't Hooft. In search of the ultimate building blocks. Cambridge University Press. 1997: 6. ISBN 0-521-57883-3. 
  5. |date=18 April 2005 |url = http://www.bnl.gov/bnlweb/pubaf/pr/pr_display.asp?prid=05-38 |title = RHIC Scientists Serve Up "Perfect" Liquid |publisher=Brookhaven National Laboratory |accessdate=2009-09-15
  6. J. Olmsted, G.M. Williams. Chemistry: The Molecular Science 2nd. Jones & Bartlett. 1996: 40. ISBN 0-8151-8450-6. 
  7. Einstein, A. Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?. Annalen der Physik. 1905, 18 (13): 639–643. Bibcode:1905AnP...323..639E. doi:10.1002/andp.19053231314. 

外部链接

Wiktionary

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