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物质(英语:matter)具有科学上和哲学上的双重含义,尽管哲学对物质的解释早于科学,一般均以科学含义解释。在经典物理学和化学中,物质是任何有质量且通过体积来占据空间[1],而由原子及分子依某规则或形式组合的物体。
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根据狭义相对论中的质能等价,物质不灭、物质与能量可互换、质能不灭,是解释物质变化的重要规律。根据广义相对论中的时空,时间与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(理论上光子静止质量为零,但不存在静止的光子)。物质也常用来泛称所有组成可观测物体的成分[1] [3]。物质的物理定义通常是:由夸克和轻子组成的物体,光子、玻色子在物理定义中通常不被认为是物质。
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亚原子粒子所组成,其中包括由质子和中子组成的原子核,以及许多电子组成的电子云[4] [5]。 一般而言科学上会把上述的复合粒子视为物质,因为他们具有静止质量及体积。相对的,像光子等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经典定义下的体积,像夸克及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相互作用才使得质子和中子有所谓的体积,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、气体及等离子体。不过实验技术的进步产生了许多新的物质状态,像是玻色–爱因斯坦凝聚及费米子凝聚态。对于基本粒子的研究也产生了新的物质状态,像是夸克-胶子等离子体[6]。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及德谟克利特提出[7]。
爱因斯坦证明[8]所有物质都可以视为能量(即质能等价),两者间的关系式即为著名的,其中为能量,为质量,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(透过转换)却不会改变。
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、光、声、波、场、力、能量、时空等。
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