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第二十七回   什么是物质

(2008-02-10 17:08:40)
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杂谈

第二十七回   什么是物质
诸位,我们天天和各种各样的物质打交道,要说什么是物质,你能说清楚吗?不信试试?
“喂,导游,物质不就是各种东西吗?”
“哪什么是东西呢?”
“东西就是东西,没有什么不什么的。啊,对了,东西就是客观存在。”
“那海市蜃楼、影子和图象也是客观存在的,它们是不是物质呢?”
“……”
在生命和人类诞生以前,物质就是存在的,世界和人类都是因为物质的存在而存在。物质构筑了纷繁美丽的大千世界。因此,世界是物质的。
什么是物质?
列宁给物质下了一个哲学定义:“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的,为我们的感觉所复写、摄影、反映。”
在哲学中,物质是不依赖人的意识而存在的客观实在。物质是第一性的,意识是第二性的,物质决定意识,意识从属于物质。
意识是有了人类以后才有的。即使没有意识,物质也照样存在。因此,不应该把物质同意识扯在一起。没有意识,什么是物质?所以,应该在客观世界中去寻求物质的定义。
什么是物理意义上的物质呢?
只要全面认真地考察一番,不难知道物质是对空间的占有。这里占有空间的泛指石头、水、原子、中子等任何一种客观实体。
具体地说,已占据了某空间的物质就会反抗别的物质来占领该空间,这就是碰撞。因此,凡是能相互碰撞的双方都是物质。
在碰撞过程中,总动量保持守恒。这就是动量守恒定律,也是碰撞过程的规律。当然,这里的碰撞包括人们宏观上看得见的和微观上看不见的。
我们知道,意识或精神是不会占有空间,它们是不会发生碰撞的,因此它们不是物质。
物质的这一定义是不会产生任何矛盾的,而且和人们哲学上的物质概念也是兼容的。
人体是靠视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉来感知物质世界的。人体的感觉并不一定是完全可靠的,同时人体的感觉只能感知自然界很少的一部分。例如,我们看到的影子、虚象、海市蜃楼等就不是物质,因为它们不会占有空间,不会发生碰撞。但是它们是客观存在,可见客观存在的东西并不一定是物质。只有客观实在的东西才是物质。我们看到的世界只是客观世界的很少的一部分。原子分子和暗物质我们就看不到。人们听到的声音不是物质,是空气分子运动而产生的声波。同样地光也不是物质。嗅觉、味觉和触觉所感知的当然是物质,但也只是物质中很少很少的一部分。
质量是物质一个重要属性,什么是质量?质量是对物质的量化,也就是物质的多少。物质和质量是互为存在的,没有无物质的质量,也没有无质量的物质。
怎样来求出质量的多少呢?实际上,可以根据动量守恒定律来测量物质的多少。可用“千克原器”的仿制品作为质量的基准,使它去碰撞待求质量的物体,只要测出它们碰撞前后的速度,就可以用动量守恒定律公式求出另一个物体的质量。
质量基准是由人们规定的。1791年法国政府规定1(分米)3的纯水在4℃时的质量为1千克,并于1799年用铂制成质量与此相等的圆柱体,叫做标准千克,保存于法国档案局。因此也称之为“档案千克”。1872年经过精确测量发现,档案千克比4℃时1(分米)3的纯水质量小0.04克。此后就选取了档案千克作为质量单位的基准器。
1883年,用铂铱合金制出的质量基准器1千克原器是仿照档案千克制定的。它是一个高和直径都为39毫米的圆柱体。当时共制成41个千克原器的质量基准,现在在国际单位制中仍采用千克原器作为质量的基准。
测量物体质量最简单的方法是利用受力平衡,例如使用天秤或弹簧秤。称量的方法归根到底仍然是在使用碰撞的方法,只不过这种碰撞是人们看不到的。因为力是物体间的相互碰撞,我们会在第二章中详细地讨论这一问题。
占据空间、客观实体、能碰撞和有质量是同一个意思。“实”就是占据了一定的空间。有质量,就意味着有碰撞能力。反过来,占据空间的多少、碰撞能力的大小就含有质量多少的意思。质量是通过碰撞过程来测量的。物质和质量是整体和部分的关系,有质量的地方就一定有物质。空间和物质也是整体和部分的关系,因为物质只占有空间的一部分,另外一部分空着。
什么是物体?物体这一概念可以看作是不言自明的,如果硬要下个定义,则物体是由各种物质和各种层次构成的某个整体。其实物质也是有一定层次的,因此物体和物质并没有一个严格的界线。只不过在物体和物质这两个名词同时使用的时候,似乎物体的层次和结构要更大一些,所包含的物质种类要更多一些。
从所掌握的资料来看,物质结构有一个重要的特点,那就是物质以不同的层次分布,这种分布是不连续的。目前,通常认为可分为微观、宏观和宇观三个大的层次,每个大的层次又可以再分为若干个小的层次。
1、微观系统的层次
微观系统是指目前已知的分子、原子、原子核和基本粒子所构成的物质系统。
2、宏观系统的层次
宏观系统包括地球上的物体、卫星、行星和恒星所构成的物质系统。
3、宇观系统的层次
宇观系统一般是质量或尺度很大物质系统。它包括星团、星系、星系团、超星系团和总星系所构成的物质系统。
物质的层次是互相联系和无限可分的。任何一个物质层次无不都是上有更高的层次,下有更深的层次。层中有层,层层相联。任何一个物质层次只是无穷层次系列中的一个“关节点”,从而形成层次的等级性。某个层次总是由下一个或下几个层次所组成。
物质的种类极其繁杂,性质也千奇百怪。就拿恒星来说吧,太阳只是一颗普通的中等恒星。恒星中有光度比太阳亮几十万倍的巨星,也有光度只及太阳几十万分之一的矮星;有的恒星体积比太阳大千、百倍甚至百亿倍,但密度只有地面空气的千、万分之一,有的恒星体积比地球甚至月亮还小,但密度却大到水的密度的几万倍甚至于上亿倍;恒星的质量有比太阳质量大或小几十倍的,恒星的表面温度有几万到十几万度的,也有表面温度只有几百度的红外星;中子星的直径只有20到40公里,质量却同太阳相当,密度大到每立方厘米上亿吨,表面温度高达一千万度。
在自然界中,物质以各种形态出现。例如大家熟知的固、液、气以分子或原子为基本单元的三种不同的聚集状态。此外还有由高速运动着的正离子和电子组成的等离子态、有由中子构成的中子态、有弥漫于较大空间的各种场态物质、还有所谓的由正电子反质子反中子构成的反物质等等。
总之,辽阔的大地,巍巍的群山,无边的星辰,微微的粒子都是由物质组成的。
 

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