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自然/物质

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世界是由物质(物质)和能量(辐射)构成的。这两种物质可以呈现各种有序和随机的形式(结构)。它们也可以在特定条件下相互转化。

一个未解之谜是,结构(=信息)是否仅仅是物质和能量的属性,还是独立的基本物质。当前流行的理论不认为信息是独立的物质。

什么是物质?

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物质所有周围物质的总称,我们自己也是由这些物质构成的。

从物理意义上讲,物质是所有具有非零静止质量的事物。物质的定义属性是它的质量、体积、结构和内部热能。从更广泛的物理意义上讲,物质包括狭义上的物质以及反物质

物质的性质

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石英晶体,一块固体物质

物质具有一些重要的性质:


物质的状态

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不同物质状态的 GIF 文件

物质有几种表现形式(物质状态),例如:

当物质从一种聚集状态转变为另一种聚集状态时,物质的内部有序发生很大变化。即使温度保持不变,熵也会发生显著变化。熵是衡量物质粒子随机结构的指标。

非物质

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  • 电磁辐射,就像所有其他(静止无质量)玻色子一样,在狭义上不被认为是物质。
  • 点、线、面等数学概念是非物质的。
  • 真空几乎不包含物质。

物质的创造

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根据目前的宇宙学标准模型,宇宙大爆炸释放了大量的能量。

这些巨大的能量导致了大量密集的粒子形成。在大爆炸后 10-32 到 10-4 秒之间的所谓强子时代,第一个稳定的质子中子诞生了。

在所谓的大爆炸后第一秒之前的轻子时代,第一个稳定的电子被创造出来。直到那时,物质和反物质相互湮灭。最后,物质留存了下来。为什么只有物质留存,而没有反物质,目前尚无解释。

在随后的辐射时代,形成了

我们现在的物质时代始于大爆炸后大约一百万年。氢云形成了星系和恒星,在这些星系和恒星中,氢聚变为,然后继续聚变为碳和铁,这是我们宇宙中最常见的化学元素。

据推测,较重的、稀有的元素,如金、铅和铀,是在中子星的碰撞中形成的,特别是通过超新星形成的。

术语的扩展:物质

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随着阿尔伯特·爱因斯坦提出他的狭义相对论,他给出了著名的公式:

这意味着电磁辐射(光、热射线等)也可以被赋予“动态”质量。因此,物质必须具有质量的条件被物质必须具有静止质量的条件所满足。

反之,大质量的物质粒子也具有波动性质(参见物质波理论,由路易·德布罗意提出)。这意味着粒子不再能被精确地定位。然而,可以对它们的定位概率进行陈述。

物质是由原子构成的。原子是由费米子构成的。在费米子组中,三个众所周知的粒子:

  • 电子
  • 质子,以及
  • 中子

被发现。

质子和中子是由夸克构成的。

哲学上

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伊曼努尔·康德,给我物质,我想用它构建一个世界。

物质的概念是哲学的核心概念。物质到底是什么一直是哲学从诞生之日起争论的主题。如今,这场争论已经完全消退,因为物理学和化学已经非常成功地采用了这个术语,并对其进行了部分澄清。另一方面,关于心智-物质对立的哲学讨论在今天仍在继续。

根据希腊苏格拉底前人的说法,现实的基石是 4 种“元素”。

  • 火,
  • 水,
  • 空气和
  • 地球。

这种四元素理论在今天已经过时,只有历史意义。

中世纪

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在中世纪,经院哲学对物质的教义是基于亚里士多德的基本概念并在此基础上进行扩展的。出发点是成为的问题。要解释这一点,需要一个永久的和变化的部分。剩下的部分是物质(也称为布)。变化的部分是非物质的形式(forma)。

根据康德的说法,物质主要有两个属性:扩展性和质量。它是物质

  • 关于一个可以理解的术语,暗示着空间(范围),以及
  • 一个可以理解的观点,其中质量已被添加到空间中。
唯物主义者卡尔·马克思

物质作为一种哲学范畴,不是由马克思列宁主义者通过列举物理性质来定义的,而是通过制定与意识相对的概念来定义的。这种哲学意义上的物质包括所有独立于意识而存在的事物。

唯物主义是一种哲学教义,它认为整个现实都可以用物质来构建,因此可以用纯物质来理解。它在 19 世纪尤其流行。

今天大多数科学家都相信知情唯物主义,即世界是由物质(和能量)组成的。物质的结构包含了它所有的精神可能性。目前尚不清楚是否存在独立的信息基本物质。

诺伯特·维纳控制论的创始人,说:信息就是信息,既不是物质也不是能量。任何不考虑这一点的唯物主义都无法在今天生存。

另请参见

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华夏公益教科书