物质世界的层次、形态与基本相互作用

物理学对物质世界的基本认识
人类对物质世界的认识经历了一个从蒙昧、理性 到科学的漫长的历史过程。宇宙之大,微观粒子之小。 天地万物、自然之复杂,物质世界的奥妙是无穷的, 人类对物质世界的探索也是无穷的。本讲座将介绍物
理学对宇宙世界的基本认识。
提纲: 物质世界的层次、形态与基本相互作用 物理学与宇宙观 物质世界的对称性与统一性 物质世界的非线性效应
(约1—100nm)和团簇(含几十到几百个或上千个
原子、分子、离子的聚集体,典型尺寸小于1nm,大 的尺寸也可达几十纳米)。
在这些介观体系中,出现了许多既不同于宏观物体
也不同于微观体系的奇特的现象,如量子尺寸效应、 小尺寸效应、表面效应等性质。 宇观世界——万有引力起主要作用的世界。按尺 度规模,天体可分为四个层次:行星层次、恒星层次、 星系层次和宇宙整体。 从宏观角度看,物质内部结构连续、而宇宙不连续。的关系及物理学认识的真理性
第1讲 物质世界的层次、形态与基本相互作用 1.1 物质世界的层次
在人类已研究的 物质客体中,空间尺
度跨越了42个数量级
(如图1-1),可分为
宇观、宏观、介观、
微观诸层次。
图1-1
微观系统—分子、原子尺度以下的物质客体。 宏观系统—人体尺寸上下几个数量级范围内的物质
客体。
介观系统—介于宏观与微观之间的物质层次。 宇观系统—大于宏观层次的物质客体。 物质 分子 原子 原子核和绕核运转的电子。
原子核
核子(质子和中子)
夸克。
还有传递各种作用力的基本粒子:光子、w粒子、
Z0粒子、胶子和引力子。 各种各样的宏观物质最后归结于若干个基本粒子所 组成。 特别说明: 介观系统——物理学的一个新的研究领域。介观 体系分为亚微米体系(尺寸0.1—1μm)、纳米体系
电子从未观察到。狄拉克假设,负能级都
被电子填满了,正能态电子无法进入。这
图1-2
种“负能电子海”叫真空。
“真空”是一种负能态被填满而正能
态全空着的状态,什么也观察不到。
只有当负能电子海中少了一个电子即
出现一个“空穴”时,才表现出可观察效 应。即少了一个电荷-e能量-mc2的粒子, 相当于多了一个电荷+e能量+mc2的粒子。
等离子态是由足够数量的正负带电粒子组成、运动 受电磁力支配的物态。它存在于电弧、高空电离层和极 高温度下的物体系统(如热核反应)中,也是宇宙物质
存在的主要形式(恒星内部)。
超密度态是晚期恒星的物态,如白矮星密度高达105~
106g/ Cm3,中子星密度更高达1014 —1016 g/cm3。
反物质态是由反粒子构成的物态,如反质子和正电 子组成反氢原子。 真空态是物质存在的最低能态,物理意义上的真空 并非“一无所有”。
E ( pc)2 (m0c 2 )2
(1-2)
E ( pc)2 (m0c 2 )2
(1-2)
在经典力学中,不存在负能量物体。狄拉克认为,
在量子力学中负能量有物理意义。
由(1-2),可得到电子能级如图1-1, 能量从- ∞ 变到-m0c2,又从+m0c2变到 +∞ ,但不在-m0c2与+m0c2之间。 正能态电子由实验可观察,而负能态
所以,物质存在归结于场,物质粒子是场的一种特殊 形态。如电子和正电子从属于电子场,是电子场的量子。 电子场的激发表现为正电子和电子的产生,电子场的 退激表现为电子和正电子的湮灭。退激的能量又使电磁场 激发,产生一对光子。 光子从属于光子场即电磁场,是电磁场的基本粒子。
其他物质粒子类似,是它们所从属的量子场的激发, 量子场的量子即粒子。 量子场是基本的,粒子是派生的。断续的粒子和连续 的场统一于既有微粒性又有波动性的量子场中。
此外,在宇宙中还存在有大量的暗物质。
暗物质可分两类:
一类是利用电磁波的特性可探测到的天体物质,因
为太远或辐射太弱而看不见。
另一类是不会发光而与电磁波无缘的物质,它们对
各种波长的光是完全透明体,但具有万有引力,这才是 真正的暗物质。这类暗物质占宇宙总质量的95%以上。
场是宇宙中另一种物质形态,如电磁场、引力场。 场的物质性表现在:
场的粒子如光子没有静止质量,在真空中的传播速度
不变,而实物粒子有静止质量且运动的质量与速度有关。
场和实物粒子从不同侧面反映了宇宙世界的物质性。
从量子场论观点看,量子场才是物质的基本形态。各
种基本粒子都可以引进相应的量子场,量子场是具有波
动性和粒子性相结合的客体。场的最低能态称为基态,
其他能态为激发态。
量子场的激发表现出相应粒子的产生,退激表现出
粒子的湮没。
互为复共扼的两种激发态表现为动量和质量相同的 正、反粒子状态。
量子场可分为三种基本场即实物场、媒介场和希格 斯场。 实物场所属的粒子有夸克和轻子(包括电子、电子 中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子)。 媒介场所属粒子有光子、胶子、引力子和W+、W-、 Z0粒子。 希格斯场所属粒子是希格斯粒子,希格斯粒子的作 用是负责给所有粒子提供质量。
从宇观角度看,整个宇宙的物质密度均匀。从微观角度看,
1.2 物质存在的基本形态
人类对物质的认识,首先是“实物”即原子、分子
组成的各种固体、液体和气体,看得见,实实在在。
场是除实物以外的另一种物质实在。 目前认识的物态有固态、液态、气态、等离子态、超 密度态、反物质态和真空态7种。 固、液和气态是常见的。
(1)有能量、质量、动量,在场中进行的过程遵循
质量守恒、动量守恒和能量守恒等规律。
(2)也以时间和空间为其存在的基本形式。
(3)场与实物可以相互转化,如γ光子在一定条件下 可以变成正负电子对,反之亦然。
但场与实物的根本差别在于: 两个实物粒子不能同时占据同一个空间,而场具有可
叠加性或弥散性;
实物粒子如电、质子、中子具有不可入性或定域性,
1.3 真空—物质存在的一种状态
1.狄拉克关于真空的解释 根据相对论能量—动量关系:
E 2 ( pc)2 (m0c2 )2
(1-1)
狄拉克结合相对论和量子力学,建立了狄拉克波动 方程。由该方程得出的解有四个波函数,对应电子的四 个状态。其中两个波函数对应两种自旋取向的电子正能 态,另两个波函数则对应于电子的“负能态”。 对电子每一个动量,由(1-1)式,能量有两个值即
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辩证唯物主义物质观

辩证唯物主义物质观
辩证唯物主义物质观是指在辩证唯物主义哲学中所阐述的关于物质的观点。它认为物质是客观存在的实体,是世界的物质基础,是一切物质现象和过程的本质。在辩证唯物主义物质观中,物质是不可分割、不可消灭的基本要素,它是物质世界的实体。
辩证唯物主义物质观强调物质的本质属性是运动和变化。物质的运动和变化是由内部矛盾和对立的相互作用所引起的。这种运动和变化是无限复杂的,包括量变和质变、静止和运动、生产和消费等方面。在物质的运动和变化中,物质总是处于相对稳定和相对变发展和斗争来实现的。
辩证唯物主义物质观认为物质不是孤立存在的,而是存在于空间和时间的特定条件之下。它与周围的环境相互作用和影响,形成了复杂的物质世界。物质世界的不同层次和形态都是由于物质内部的矛盾和对立、物质的相互作用和影响而产生的。
总之,辩证唯物主义物质观是一种关于物质本质和运动的哲学观点,它强调物质的客观实在性、内部矛盾和运动变化,并且认为物质是世界的物质基础,是世界各种现象和过程的根本基础。

世界的物质统一原理

世界的物质统一原理

世界的物质统一原理世界的物质统一1. 引言•物质是世界的基本构成元素,它的统一性是科学研究的重要主题之一。

在自然科学的发展过程中,人们逐渐认识到世界上不同物质之间存在着一种普遍的联系和统一性。

•本文将从浅到深,探讨世界的物质统一原理及其相关重要概念。

2. 原子学说的贡献•原子学说是物质统一原理的基础,它认为物质由不可再分的基本粒子——原子构成。

•不同物质之间的差异主要源于原子的种类、数量和排列方式。

3. 元素周期表的发现与解释•元素周期表是物质统一原理的重要工具和成果之一。

通过整理了解到的各类元素,我们发现它们呈现出一种周期性的排列规律。

•这种周期性表现归功于元素内部电子的排布方式,从而揭示了不同元素之间的联系和相似性。

4. 化学键与化合物•化学键是实现物质统一的关键因素之一。

当不同元素的原子通过化学键结合时,形成了化合物。

•不同的化学键类型,如离子键、共价键和金属键,使得物质在宏观上呈现多样化的性质和形态。

5. 物质状态的统一性•物质的状态,包括固态、液态和气态,也反映了物质的统一性。

•在一定条件下,不同物质可以相互转化而不改变其本质,如水可以在不同温度下转变为冰、水和水蒸气。

6. 能量与物质的关联•能量与物质密切相关,它们同样体现了物质的统一性。

•根据爱因斯坦的质能方程(E=mc²),能量与物质存在等价转换关系,物质可以转化为能量,而能量也可以转化为物质。

7. 粒子物理学的发展•粒子物理学的发展为物质统一原理提供了全新的视角。

•在微观尺度上,粒子物理学研究物质的基本构成和相互作用,揭示了更深层次的统一性。

8. 统一场论的理念•统一场论是物质统一原理的最新发展,试图将四种基本相互作用(引力、电磁力、强核力和弱核力)统一起来。

•它认为这些相互作用都可由一个基本场描述,从而实现了物质世界的统一。

9. 结语•世界的物质统一是科学研究追求的目标,而原子学说、元素周期表、化学键、能量与物质关联、粒子物理学和统一场论等理论和概念的发展,不断拓展了我们对物质统一原理的认识。

辩证唯物主义物质范畴

辩证唯物主义物质范畴

辩证唯物主义物质范畴辩证唯物主义是一种哲学思想,它对物质范畴进行了深入的研究和解释。

本文将围绕辩证唯物主义物质范畴展开讨论,探索其内涵和意义。

物质是辩证唯物主义的基本范畴之一,它是客观存在的物质形态,是构成世界的基本要素。

辩证唯物主义认为,物质是客观存在的,是人们认识和实践的基础。

物质范畴是一个十分复杂和多样的范畴,包括自然界的物质和人类社会的物质。

自然界的物质是指存在于人类社会之外的物质形态。

它包括宇宙中的星辰、大地上的山川河流、植物和动物等。

自然界的物质是客观存在的,遵循一定的客观规律。

辩证唯物主义认为,自然界的物质是无限发展的、相互联系的,它们之间存在着相互作用和相互转化的关系。

人类通过对自然界的认识和改造,不断推动着自然界的发展进程。

人类社会的物质是指人类在社会实践中创造的物质形态。

人类社会的物质包括社会制度、生产力和生产关系、物质产品等。

辩证唯物主义认为,人类社会的物质是由人类的社会实践创造的,它是人类社会存在和发展的基础。

人类社会的物质是人们在社会实践中创造出来的,它们之间存在着相互依存、相互制约的关系。

人类通过社会实践,不断改造和创造自己的物质世界。

辩证唯物主义将物质范畴与辩证法结合起来,强调物质的本质是辩证的、发展的。

物质在发展过程中不断产生矛盾和冲突,通过矛盾和冲突的斗争,物质得以发展和进步。

辩证唯物主义认为,矛盾是物质发展的动力,是推动物质前进的根本原因。

物质在矛盾的推动下,不断向着更高的发展阶段迈进。

物质范畴还与意识形态密切相关。

辩证唯物主义认为,物质决定意识。

意识是人们对物质世界的反映和认识,它是在社会实践中产生和发展的。

物质决定意识,意识又反作用于物质,形成一个相互作用的过程。

在这个过程中,物质起着决定性的作用,而意识起着相对的作用。

辩证唯物主义物质范畴的研究和解释,为我们认识和改造世界提供了重要的理论指导。

它揭示了物质的发展规律和本质特点,帮助我们更好地认识和把握物质世界。

马克思主义基本原理概论第一章 世界的物质性及其发展规律

马克思主义基本原理概论第一章  世界的物质性及其发展规律

第一章世界的物质性及其发展规律第一节物质世界和实践一、客观存在的物质世界哲学上的二元论和多元论根本否认世界的统一性。

它们认为,世界有着互相平行,各自独立的两个或两个以上的本原。

哲学上的一元论则坚持世界的统一性,认为世界万事万物有着共同的本原。

在一元论中,又存在着唯心主义一元论和唯物主义一元论的对立。

唯物主义的发展经历了三个阶段,即古代朴素唯物主义、近代形而上学唯物主义和马克思主义的现代唯物主义即辩证唯物主义和历史唯物主义。

辩证唯物主义的物质范畴:列宁的物质定义:“物质是标志客观实在的哲学范畴,这种客观实在是人通过感觉感知的,它不依赖于我们的感觉而存在,为我们的感觉所复写、摄影、反映。

”列宁物质定义的意义:第一,列宁的物质定义坚持了彻底的唯物主义一元论,同二元论和唯心主义一元论划清了界线。

第二,这一定义坚持了彻底的可知论和唯物主义的反映论,同不可知论划清了界限。

第三,这一定义坚持了辩证的、历史的物质观,克服了旧唯物主义特别是形而上学唯物主义物质观的局限性。

运动是物质的固有属性,是物质的存在方式,是宇宙中发生的一切变化和过程,运动是一般的变化。

第一,物质是运动着的物质,没有不运动的物质。

第二,运动是物质的运动,物质是运动的主体。

静止,是标志物质运动在一定条件下,一定范围内处于暂时稳定和平衡状态的哲学范畴,从哲学上讲,静止就是运动的特殊状态。

它有二种基本情形:一是指没有发生相对位置的移动。

二是指没有发生质变。

静止和运动的关系:①、静止是相对的,运动是绝对的。

②、绝对运动中存在着相对静止,相对静止中存在着绝对运动。

承认相对静止的意义:第一,静止是运动的量度,不了解静止,也就无法了解运动。

第二,不了解相对静止,就不可能理解物质的多样性。

第三,只有承认事物的相对静止,才能认识和利用事物。

时间是物质运动的持续性和顺序性。

时间的特点是一维性。

空间是运动着的物质的广延性或伸张性,是指物体的位置、规模和体积。

空间的特点是三维性。

波普尔“三个世界”相互作用学说

波普尔“三个世界”相互作用学说

试 图通过 学习新 的科学技术和各种城市生活规范、主动拓展 社会关 系网络等 ,以为真正扮演市 民角色作必要 准备 。 2 . 对 角色的领悟 。在这一阶段 , “ 新市 民”群体会 根据 别人对 自己行 为的评 价 ,以及按 照别 人对新 角色的期望不断
参考 文献 :
[ 1 ] 江宏晖. 城市化 中失地农 民问题[ J ] _ 城 乡建设, 2 0 0 3 , ( 1 1 ). [ 2 】 文军. 论农 民市 民化 的动 因及其支持 系统 [ J ] . 华东师范大学学报 ( 哲
者对角色行为规范 的具体运用 。在这一 阶段 , “ 新 市民”群 体把 自己对 新角 色规 范 的理解 运 用到实 际 中 ,并且 这时 的 “ 新 市 民”群体 的行 为规范 已基本 与新 角色 的规范要 求一
[ 5 ] 路小 昆. 关注城市化进程 中的 “ 新市 民”群体[ N] . 学 习时
[ 3 】 刘 宁宁 . 中 国新 的社会 分 层 和新 的地 方精 英 的 崛起 [ J ] . 中国研
究, 2 0 0 7 ( 1 0 ) : 5 7 . 6 3 .
【 4 ] 杨涛 , 施 国庆. 我 国失 地 农 民 问 题 研 究 综 述 [ J 】 . 南 京 社 会 科
学, 2 0 0 6 , ( 7 ) .
名词概念 ,是一个借用名词。 行动 的 自我 的生 动的意识 ”。 因为心智 思维就是 以大脑 中 “ 世界 1 ” ,即 “ 第一世界 ” ,就相 当于我们 平时所说 枢神经系统的认知活动为基 础的 ,因此又 可以叫做 “ 心智思 的物质世界 ,是指 由宇宙 间一切物理事件 、过程和形态构成 维世界” 。 “ 世界2 ”不能还原为 “ 世界1 ” ,它不是物质世 的世界 ,是 由可感触到 的真实实物构成 的世界 。这是物理注 界的副现象 ,它是 在进 化的时候 由于某种原 因逐渐 的从物质 意一元论所承认 的唯一 的世界 ,包括客观事物世界 的一切物

物理学对物质世界的基本认识

物理学对物质世界的基本认识
8.1.2 物质存在的基本形态 人类对物质的认识,首先是“实物”即原子、分子组成 的各种固体、液体和气体,有固定的质量,看得见,实实在在。 场是除实物以外的另一种、等离子态、超密度 态、反物质态和真空态7种。固、液和气态是常见的。等离子态是 由足够数量的正负带电粒子组成、运动受电磁力支配的物态。它存 在于电弧、日光灯、高空电离层和极高温度下的物体系统(如热核 反应)中,也是宇宙物质存在的主要形式(恒星内部)。晚期恒星 的物态是超密度态,如白矮星密度高达105~106g/ Cm3,中子星密度 更高达1014 —1016 g/cm3。 反物质态是由反粒子构成的物态,如反质子和正电子组成反氢原 子。真空态是物质存在的最低能态,物理意义上的真空并非“一 无所有”。此外,在宇宙中还存在有大量的暗物质。暗物质可分 两类:一类是利用天体发射、吸收、反射、折射或散射电磁波的特 性,可探测到的天体物质,因为太远或辐射太弱而看不见。另一 类是不会发光而与电磁波无缘的物质,它们对各种波长的光是完 全透明体,但具有万有引力,这才是真正的暗物质。这类暗物质占 宇宙总质量的95%以上。
图8-1-1
微观系统—分子、原子尺度以下的物质客体。宏观系 统—人体尺寸上下几个数量级范围内的物质客体。介观系 统—介于宏观与微观之间的物质层次。宇观系统—大于宏观 层次的物质客体。从宏观角度看,物质内部结构连续、而宇 宙不连续。从宇观角度看,整个宇宙的物质密度均匀。从微 观角度看,物质内部结构则不连续。 微观客体是构成宏观物质的基本单元如原子、原子 核和基本粒子。物质由分子组成,分子由原子组成,原子又 由原子核和绕核运转的电子组成。原子核由核子(质子和中 子)构成,核子的组成单元是夸克。还有传递各种作用力的 基本粒子如光子、w粒子、Z0粒子、胶子和引力子。各种各样 的宏观物质最后归结于若干个基本粒子所组成。

马克思主义基本原理概论复习马克思主义的物质基础与意识形态的辩证关系

马克思主义基本原理概论复习马克思主义的物质基础与意识形态的辩证关系马克思主义是一门科学的社会学说,通过对社会现象和历史发展的深刻分析,揭示了社会发展的规律和社会变革的动力。

在马克思主义基本原理中,有一个重要的概念,即物质基础与意识形态的辩证关系。

本文将围绕这一关系展开复习和讨论。

一、物质基础与意识形态的概念和内涵在马克思主义理论中,物质基础指的是社会生产力和生产关系的总和,包括物质资料生产方式、生产工具和劳动者之间的关系等。

而意识形态则指的是在一定社会历史条件下产生的关于世界观、价值观和认识方法等思想观念,包括哲学、政治、宗教、艺术等各个领域的观念和理论。

物质基础和意识形态是相互依存、相互作用的关系,二者相互作用、相互制约。

二、物质基础对意识形态的影响1. 物质基础的发展决定了意识形态的变革马克思主义认为,社会的物质基础是社会的经济基础,它是社会发展的决定因素。

物质生产关系和生产力的发展,会引起上层建筑即意识形态的变革。

例如,在资本主义社会中,随着生产力的提高和资本主义制度的发展,资产阶级的意识形态逐渐替代封建主义的意识形态,成为社会的主导思想。

这说明物质基础的变革是意识形态变迁的根本原因。

2. 物质基础对意识形态的制约与反作用物质基础对意识形态有一定的制约和反作用。

在任何社会中,意识形态都要适应和服务于物质基础的需要,否则就会被社会淘汰。

例如,在社会主义社会中,无产阶级政党的理论和意识形态要符合生产力的发展和劳动人民的根本利益,以达到引领社会发展的目的。

三、意识形态对物质基础的作用与反作用1. 意识形态对物质基础的作用意识形态对物质基础有一定的作用,特别是在社会变革和社会稳定时期。

意识形态具有引导和激励作用,可以调动人们的积极性和创造力,推动社会的进步和发展。

例如,在社会主义社会中,正确的意识形态可以增强人们对共产主义事业的信心和对社会主义现代化建设的热情,从而促进生产力的发展。

2. 意识形态对物质基础的反作用意识形态也可能对物质基础产生反作用,并对社会发展造成一定的阻碍。

物质及其存在方式马原简答

物质及其存在方式——马原简答物质的本质及其存在方式物质是构成世界的基本要素,也是人类认识世界的出发点。

物质具有客观存在性和客观性的特点,能够通过我们的感觉和意识来认识和了解。

马克思主义哲学中,物质被视为可以感知的真实存在,是独立于人的意识而存在的客观实在。

马克思主义哲学认为,物质是无限可分割的,具有客观存在的真实性,并通过普遍联系和相互关系来构成世界。

无论是自然界中的物质形态,还是社会中的物质实体,都是以一定的运动方式存在于世界中的。

物质存在方式的两个基本方面物质的存在方式可以从两个基本方面进行讨论:物质的形态和物质的运动。

首先,物质的形态是指物质在一定条件下所呈现出的具体特征。

在自然界中,物质可以表现为不同的形态,如固体、液体和气体等。

这些形态与物质的分子结构、以及分子之间的相互作用有关。

其次,物质的运动是指物质在时间和空间中的变化和流动。

物质的运动是普遍存在的,包括微观层面的分子运动和宏观层面的物体运动。

运动是物质存在的表现形式之一,通过运动可以使物质不断地发展和变化。

物质存在方式的相互关系物质的形态和运动密切相关,二者相互作用,共同构成物质的存在方式。

物质的形态决定了其运动方式,而物质的运动又能够反作用于其形态。

通过物质的运动,形态不断发生变化,促使物质的发展和演变。

在自然界中,不同形态的物质具有不同的运动方式。

例如,固体的分子运动较小,分子之间的相对位置相对固定;液体的分子运动较大,分子之间可以自由流动;气体的分子运动则更加剧烈,分子之间几乎没有固定的相对位置。

在社会中,物质的形态和运动方式也相互作用。

社会中的物质实体经过人类的劳动和改造,从而改变了其形态和运动方式。

例如,人类通过劳动将自然资源转化为商品,改变了物质的形态,并使其成为社会经济中的重要组成部分。

总结一下物质及其存在方式是马克思主义哲学的重要基本概念之一。

物质具有客观存在的真实性,通过其形态和运动方式来表现。

物质的形态和运动相互作用,共同构成了物质的存在方式。

物理学是研究物质的结构-相互作用及其运动规律的科学


等 离 子 体 物 理 学
粒 子 物 理 学
原 子 核 物 理 学
原 子 分 子 物 理 学
固 体 物 理 学
凝 聚 态 物 理 学
激 光 物 理 学
宇 地生天宙 球物体射 物物物线 理理理物 学学学理

物理学与数学之间有着深刻的内在联系
3
五. 物理学的研究方法
现代物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学
E+03
E+15
E+12 E+09 E+06
太阳系
人 山
太阳
蛇吞尾图,形象地表示了物质空间尺寸的层次 2
三. 物理学在整个自然科学中的基础地位
物理学是一切自然科学的基础
物理学构成了化学、生物学、材料科学、 地球物理学等学科的基础,物理学的基本 概念和技术被应用到所有自然科学之中。
物理学派生出来的分支及交叉学科
放在首位,而不应当把专业知识放在首位。如果 一个人掌握了他的学科的基础理论,并且学会了 独立思考和工作,他必定会找到自己的道路,而 且比起那种主要以获得细节知识为其培训内容的 人来,他一定会更好地适应进步和变化 。
北京大学赵凯华教授提出:
勤于思考
悟物穷理 5
八. 教学计划(54~72学时)
教 材:《大学物理》王国栋主编 高等教育出版社
4
六. 怎样学习物理学
著名物理学家费曼说:
科学是一种方法。它教导人们:一些事物是 怎样被了解的,什么事情是已知的,现在了 解到了什么程度,如何对待疑问和不确定性, 证据服从什么法则;如何思考事物,做出判 断,如何区别真伪和表面现象 。
著发名展独物立理思学考家和爱独立因判斯断坦地说一:般能力,应当始终

物理学对物质世界的基本认识


从量子场论观点看,量子场才是物质的基本形态。各种基 本粒子都可以引进相应的量子场,量子场是具有波动性和粒子 性相结合的客体。场的最低能态称为基态,其他能态为激发态。
量子场的激发表现出相应粒子的产生,退激表现出粒子的 湮没。互为复共扼的两种激发态表现为动量和质量相同的正、反 粒子状态。量子场可分为三种基本场即实物场、媒介场和希格斯 场。实物场所属的粒子有夸克和轻子(包括电子、电子中微子、 μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子)。媒介场所属粒子有光 子、胶子、引力子和 W+、 W-、Z0粒子。希格斯场所属粒子是希格 斯粒子,希格斯粒子的作用是负责给所有粒子提供质量。所以, 物质存在归结于场,物质粒子是场的一种特殊形态。如电子和正 电子从属于电子场,是电子场的量子。电子场的激发表现为正电 子和电子的产生,电子场的退激表现为电子和正电子的湮灭。退 激的能量又使电磁场激发,产生一对光子。光子从属于光子场即 电磁场,是电磁场的基本粒子。其他物质粒子类似,是它们所从 属的量子场的激发,量子场的量子即粒子。量子场是基本的,粒 子是派生的。断续的粒子和连续的场统一于既有微粒性又有波动 性的量子场中。
8.1.2 物质存在的基本形态 人类对物质的认识,首先是“实物”即原子、分子组成 的各种固体、液体和气体,有固定的质量,看得见,实实在在。 场是除实物以外的另一种物质实在。
目前认识的物态有固态、液态、气态、等离子态、超密度 态、反物质态和真空态7种。固、液和气态是常见的。等离子态是 由足够数量的正负带电粒子组成、运动受电磁力支配的物态。它存 在于电弧、日光灯、高空电离层和极高温度下的物体系统(如热核 反应)中,也是宇宙物质存在的主要形式(恒星内部)。晚期恒星 的物态是超密度态,如白矮星密度高达105~106g/ Cm3,中子星密度 更高达1014 —1016 g/cm3。 反物质态是由反粒子构成的物态,如反质子和正电子组成反氢原 子。真空态是物质存在的最低能态,物理意义上的真空并非“一 无所有”。此外,在宇宙中还存在有大量的暗物质。暗物质可分 两类:一类是利用天体发射、吸收、反射、折射或散射电磁波的特 性,可探测到的天体物质,因为太远或辐射太弱而看不见。另一 类是不会发光而与电磁波无缘的物质,它们对各种波长的光是完 全透明体,但具有万有引力,这才是真正的暗物质。这类暗物质占 宇宙总质量的95%以上。
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