摘要: 一、导言
我们生活在一个丰富多彩的物质世界中，对物质现象的理解是物理学的根本目的。传统的物质状态指的是气体、液体和固体三种状态，因为人类，当然包括所有的生命，发生的基本前提是水的存在，水的三态早为人类所熟悉。大致说来，传统的固液气三态是依据物质中分子(对一些物质来说是原子)之间空间关系的不同来划分的。固体中的分子之间有固定的空间关系，固体有维持其体积和形状的能力；液体中的分子有一定的短程序，液体有固定的体积，却不能保持其形状； 气体分子间作用力很弱，气体总是充满空间。换个角度思考，传统物质可以根据其中组成单元之间的特征距离x_ij同距离的变化δ_ij 之间的比较来定义。对于气体， 不管分子间距多大，分子的活动空间由限制它的容器的尺寸L 决定，δ_ij≡L；对于固体，则有δ_ij～0，这也是研究固体的力学性质时可以当作弹性体处理的原因。物质第四态等离子体，虽然在自然界中大量存在，如太阳的一些部分、闪电引起的气体放电等，但人们并不知道。人类最早认识到的等离子体是在实验室人工实现的。其实，物质的形态远比这所谓的四态要复杂，宇宙形成初期的物质状态：一些星体内部的物质，烟、雾、泡沫与泥沙等胶体物质，反物质与暗物质等，都无法纳入固液气加等离子体式的物质状态划分，更不用说生命这种能够自修复、自复制的神奇物质体系。本文拟就物质的形态作一个尽可能全面的，因而难免是浮光掠影式的介绍，希望能带给读者关于物质形态的一个粗略轮廓，激发起读者研究物质形态的兴趣。物质世界比我们能想象的要复杂得多，有趣得多，认识物质的形态和形态间的转变为物理学的研究和学习提供了一个非常自然的角度。