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物質

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氣體、液體和固體
氣體、液體和固體

物質英語:Matter)具有科學上和哲學上的雙重含義,詳見下面。

科學上的「物質」

物質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(理論光子靜止質量為零,但不存在靜止的光子)。物質也常用來泛稱所有組成可觀測物體的成份[1] [2]。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[3] [4]。 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,像光子無質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:固體液體氣體等離子體。不過實驗技術的進步產生了許多新的物質狀態,像是玻色–愛因斯坦凝聚費米子凝聚態。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[5]。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謨克利特提出[6]

愛因斯坦證明[7]所有物體都可以視為能量(即質能等價),之間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。

哲學上的「物質」

哲學上,物質被用於指與精神(mind,spirit)相對的東西,在定義最廣的情況下,哲學上的物質包括了粒子能量時空等。

參考文獻

  1. ^ R. Penrose. The mass of the classical vacuum. S. Saunders, H.R. Brown (編). 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]. (原始內容存檔於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. ^ RHIC Scientists Serve Up "Perfect" Liquid (新聞稿). Brookhaven National Laboratory. 18 April 2005 [2009-09-15]. (原始內容存檔於2012-07-16). 
  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 [2013-07-28]. Bibcode:1905AnP...323..639E. doi:10.1002/andp.19053231314. (原始內容存檔於2019-03-02). 

外部連結

參見

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