2020-03-03 12:45:11 佚名

斌格謙

物質不只有三態，還有第四態“等離子態”，第五態“玻色-愛因斯坦凝聚態”，第六態“費米子凝聚態”。還有其它態......

等離子態需要條件，溫度要特別高才行，最起碼要達到數千或上萬攝氏度，或者電離，使原子內電子脫離原子核束縛跑出來形成自由電子，這樣就會形成了自由帶負電電子與帶正電的離子組成的等離子態，此外，有一個重要的點就是帶的電荷雖然相反，但電荷數相等。

所以，火是什麼形態呢？

並不是所有的火都是等離子態的，只有溫度很高的火焰才可能是，而像柴火之類的火焰只是一種激發態的氣體分子混合而已。

光是什麼態？

光既是波又具有粒子性，按光的粒子性來說，光由光量子（光子）組成，光子沒有靜止質量，因為它無法相對於我們靜止，它生來便以光速運動，而光的波粒二象性也僅僅只限於微觀世界，在研究宏觀物質形態時，不研究光的物質形態。

科學船塢

固、液、氣三態大家都很熟悉，但它們並不是所有可能的物質形態。比如說，火就是等離子態，而光子則比較特殊，後面再做詳述。

氣體在高溫、強電場的情況下，會被電離，形成帶電荷的分離的粒子，故謂之「等離子體」。既然帶電，那麼在電場下就會被偏轉，事實上也確實如此：

可以看到，火焰被兩邊的帶電極板吸引，分成兩股（圖中可能只能看清一股，但實際確實有兩股）。如果是一般的氣體，那在這種電壓下，是不會被吸引的。

然後再來說說光子，前面有人說光子不適合用物質態來描述，其實並不嚴謹。因為如果用光子氣來描述光子，是可以用統計力學做分析，然後得到很精確的推論的。用氣體來看光子，還有一個原因，那就是如果用粒子的視角看光子，那麼封閉的光子系統是與理想氣體幾乎一樣的。而且光子氣的性質也與氣體類似，在理論上也有壓強、溫度、熵等概念。

章彥博

火是等離子態。

看到這個問題，想起了一件事情，百感交集。我堂弟70後80之間，現在三十多歲，人比較聰明調皮，思維敏捷，屬於那種一個遊戲幣能在遊戲廳裡玩半天的，但不怎麼上癮。他從北京回到老家城市上小學（我叔叔從北京轉業回地方），上課時老師講物質的三態，他就站起來問老師，火是啥態，電是啥態。。。。

結果老師答不上來，認為他是搗亂課堂，把他好一頓批評，讓他出去罰站。。。他很不服氣，跟我說，拼命去找資料，找到了還告訴我，等離子態。

如果在美國，老師估計會表揚這樣的孩子吧？

挺聰明，後來沒有上大學。那麼，聰明，還挺好學的孩子，到底是怎麼被廢掉的呢？

後來，和他喝酒聊天，他打開心扉，談到後來都不喜歡學習了，起源於後面更嚴重的一次事件。

後來他上初中，數學老師徹底讓他對學習喪失了興趣：有三道數學題，他做對了兩道，一道錯了，老師打回去要他重改，但老師把位置標錯了，標在了對的那道題上，結果他有點懵，覺得不可能錯啊，但老師態度很嚴厲，要求大家閒時修改。因此不得不重新拿張紙，修改那道對了的題，結果自然是把對的修改錯了，老師一看，怎麼交上來一道錯題，明顯不對啊，打回去重做，我弟一看，還不對，就更糊塗了，又去改，反覆好幾次，一直到第十次，氣的不行的老師，把他叫過來，掐他的胳膊，把胳膊都掐青了，說你怎麼這麼笨。最後，老師氣的把原來的卷子拿過來，發現他標錯位置了。。。

然而，我弟已經對學習和老師，都沒什麼興趣了。原來在北京上學時，生病住院了，老師都是下班後，跑到醫院去給他補課，回到老家，縣城的老師和北京的老師，差異還是比較大的。

後來2000年左右去參軍了，空一師，服役三年。退伍後，回到老家進入一家國企。

我堂弟人遠比我聰明，但後來沒讀大學，挺讓我可惜的。

流浪在遠方的憂傷

本題，表面上涉及“物態的分類”，實際上涉及“物質的分類”。這很難，教科書沒給交代。

光，究竟屬於什麼物質，尚無邏輯自洽的答案。火，是含等離子體的混合氣體。

較真，連“氣態”的說法，也是不嚴謹的。氧氣，O2與O2之間有空隙，氧原子O與O之間也有空隙，這些空隙是什麼東西？

以下是幾個語境的物態分類。

按凝聚性的分類：凝聚態vs分散態。

凝聚態：固態與液態。其中，固態：如陶瓷與金屬。液態：水、水銀、漿糊（半流體）、超流態。

分散態：氣態、等離子態、場態。其中，等離子態，例如自由電子、自由質子、α粒子。

場介質態，特指真空場介質。諸如電場、磁場、電磁場、電磁波、引力場、引力波、溫度場、機械波。

光，是一種電磁波，因此光屬於場介質態。

火，是等離子體、氣體分子與場介質的綜合性的分散態。

按緻密性的分類：低密態vs高密態。

低密態，特指不同能密的場介質，也叫玻色子態。從小到大有：基態場、引力場、電磁場。

光，是被激發的真空場，屬於低密態物質。

高密態，特指不同能密的實物質，也叫費米子態。例如：中微子、電子、核子、原子、分子。

混合態，是玻色子與費米子的有機結合。

火，是一種混合態，有亞原子也有場介質。氣溶膠是一種混合態。

按導電性分類：導體vs絕緣體

導體：是基級能帶電子容易被激發的導電材料。導體包括：常導體、半導體、超導體。

①常導體，如金屬、石墨、電解質溶液、水之類的極性分子液體。

②超導體，是激光製冷下的液氨之類，涉及玻色·愛因斯坦凝聚態、費米子凝聚態。

③半導體，是導體與絕緣體之間的過渡態。例如：鍺、鎵、硅等。

絕緣體，是基級能帶電子很難被激發的非導電材料。例如：陶瓷、玻璃、橡膠、塑料。

不過，超低溫下的絕緣體有導電性。高電壓下的絕緣體會被擊穿，也有導電性。

結論：

光，是一種極低密度的場介質態。火是一種等離子體、氣體分子與場介質的混合態。

好了，本答stop here。請關注物理新視野，共同切磋物理邏輯與中英雙語的疑難問題。

物理新視野

很好的問題。

物質當然不僅僅只有三態，而是有很多態，比如超導態，等離子態，光子氣體等等。

你說的光就屬於光子氣體，而你說的火基本上可以認為是等離子態。不過其實我也很奇怪為什麼在中學課本中不給大家介紹一下火與閃電這樣的基本的等離子體狀態，我們國家的教材還是比較傳統的，其實我覺得在中學裡是可以多講點生活常識的。

我們在中學的時候說的固態、液態、氣態那是最基礎的知識，並不是最全的，比如黑洞屬於什麼態？黑洞就屬於黑洞態。

因此，你的問題基本上就回答完畢了。

既然說到這裡了，我們還可以談談物態變化，那在物理學上叫做相變。相變是經常發生的現象，比如液體變成氣體叫做氣化，液體變成固體叫做凝固……這些是初中知識。然後呢？到了大學或者研究生階段，你會學到超導相變，比如水銀在低溫下會成為超導狀態，這就是一種新的相變了。再比如，恆星在特定條件下會變成黑洞，這也是一種相變。

我們現在的知識，並不能完全理解相變，尤其是宇宙早期大爆炸後發生的弱電相變等等，都是我們不清楚的。

籠統地把物質分為幾個狀態這樣的思維是文科的思維，基本上就是為了記憶，而實際的物理其實要複雜得多，有時候甚至是不可完全描述與概括的。正因為我們有那麼多未知的東西，我們人類才有前進的動力。而且，已知越多，無知就更多。希望這個問題能帶給你啟發。

軒中科技評論

首先物體並非只分為固態，液態和氣態，這三種形態只是我們經常看到的物質存在方式，除了這三種形態，還有等離子態，超臨界態，超固態還有中子態！

而火就屬於等離子態！

我們知道，當物體的溫度升高時，組成物體的原子內部結構就開始變得不穩定，溫度高到一定程度，組成原子的電子和原子核就相互脫離，不受約束，成為等離子態，這種形態就像一鍋“粒子漿”，電子和原子核不受彼此束縛沒有目的地遊離著，不像正常的原子那樣很有規律，電子與原子核是一個整體！

自由的電子在吸收能量後，會出現能級躍遷（從低能級到高能級），這個過程中就是釋放出光，而我們見到的火焰就是飄忽不定的光，也可以認為是能量！

而光本身是電磁波，也是能量的傳遞方式，光子也被稱為光量子，是能量的基本單位，它不可再分，所以光不屬於任何形態，光具有波粒二象性，也是基本的粒子，而粒子的組合表現出來的就是物質的具體形態！

我們生活中見到的大部分光都是通過電子能級躍遷而產生的，能級躍遷的過程中會激發出能量，這種能量就是以光子的形式向外輻射！

宇宙探索

光不是物質，是電磁波。一定要說它是什麼態，或許可以稱為量子態，因為光是由光量子發出的。但目前還沒有把量子作為物質的一種形態定義。

光由光源發出，是因為光源中的電子獲得了額外能量，如果這個能量不足以使電子躍遷到更外層軌道，電子就會進行加速運動，並以波的方式釋放能量。

光的傳導是依靠光子，光子是傳遞電磁相互作用的基本粒子，是電磁輻射的載體，它既是一個一個的發出，又是以波的方式表現出折射、干涉、衍射等性質。電磁輻射就是依靠光子來傳遞，因此光子是電磁輻射的傳遞子，而電磁輻射就是光輻射。
光有可見光和不可見光，我們人眼能夠看到的光是屬於可見光，在光波頻譜（電磁頻譜）中只佔一小段波段，在380nm~780nm之間，其餘頻譜為不可見光，主要有無線電波、微波、紅外線、紫外線、X射線、伽馬射線。

現在的物質形態常見的只有氣態、液態和固態，對這三態大家都比較熟悉，空氣是氣態，水是液態，石頭木頭等是固態。

不同的溫度和壓力可以使某些物質產生相變，三態可以相互轉化。比如水，溫度高了，就可以蒸發昇華成氣態；溫度低了，就會結冰成為固態。空氣和一些氣體也有這種特性，比如氫在不同的壓力下就有氣態、液態和金屬態幾種形態。

金屬在高溫下也可以變成液態，但很難變成氣態，因為還沒有等到氣態溫度，就被氧原子勾走了；還有碳，也是這樣，還沒有等到氣態溫度，就會發生化學變化。

物質除了這三態，還有常見的火態。火態有兩種形式，一種是高溫的等離子態，還有一種是低溫的化學激發態。

低溫火焰的產生一般是化石燃料中化學能釋放的能量，是反應中的氣體分子或原子吸收能量，電子獲得能量在軌道之間躍遷釋放的光和熱能。

高溫的火焰叫等離子態，是由於原子被高溫剝奪了部分電子，組成原子團產生的電離現象，是由正負離子組成的離子化氣體狀物質。

這兩種狀態的火界限比較模糊，在我們看到的火中，就混雜著這兩種狀態，高溫部分很可能是等離子態，低溫部分很可能是化學態。一般認為在800度以下為低溫火，800度以上為高溫火。

實際上，在我們所認知的宇宙，等離子態佔了絕大部分。因為天上所有的恆星都是以等離子態的形式存在。

而恆星是宇宙最主要的質量存在（除了暗物質、暗能量），如我們的太陽和夜晚看到的星星（除了幾顆行星）。

除此之外，科學界還發現了3種形態的物質，即玻色~愛因斯坦凝聚態、費米子凝聚態、中子或電子簡併態。

玻色~愛因斯坦凝聚態和費米子凝聚態，都是物質在極低溫度下，也就是接近絕對零度的時候會產生某些特異的性質，比如變成超流體和超導體，光也會成為速度極慢的一種流體。這裡面的機制很複雜，就不在這討論了。

還有一種態是物質在極高壓力下的特殊狀態，已經不能夠算是什麼物質了，就是一堆沒有類別的原子或者中子。

這種狀態的物質或者叫非物質存在於白矮星和中子星上，白矮星本身巨大的引力壓力把原子的電子剝離了，形成了電子簡併壓抵禦著巨大的引力壓力，取得一個平衡；中子星則被本身極大的引力壓將原子完全擠破，電子被壓進了原子核，與質子結合為中子，整個星球變為一個大中子核，由此產生了中子簡併壓，靠這種簡併壓來抵禦引力壓力，取得一個平衡。

所以這兩種星球上的物質是一種特殊狀態的物質。白矮星上的物質密度達到1個立方厘米1~10噸，中子星上的物質密度達到1立方厘米1~20億噸。

綜上所述，我們現在認識的世界存在著七種物質形態，即：氣態、液態、固態、等離子態、玻色~愛因斯坦凝聚態、費米子凝聚態、電子或中子簡併態。

就是這樣，歡迎共同探討。

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固態、液態、氣態只是我們通常所說的普通物質三態，但除此之外，物質還有其他狀態：等離子態、低溫態（包括玻色-愛因斯坦凝聚態、費米凝聚態）、簡併態（包括電子簡併態、中子簡併態）。很明顯，光與火併非是我們通常所熟悉的普通物質三態。

先說火的物質狀態。當溫度很高時，組成物質的原子就會失去電子，形成自由電子和離子共存的物質狀態，這就是等離子態。當物質燃燒時，原子會發生電離，電子躍遷會輻射出光子，從而形成我們所看到的火。因此，火的狀態即為等離子態。事實上，宇宙中最為常見的物質狀態不是氣液固三態，而是等離子態，因為遍佈宇宙中的恆星（包括太陽）都是處於這種狀態。

另一方面，光其實是一種能量形式，它們的本質是電磁輻射，並非是由原子組成的物質。組成物質的粒子都是擁有靜止質量的，而組成光的光子是沒有靜止質量的，光子是一種靜止質量為零的玻色子。雖然光在有時候表現出粒子或者波的行為，但光不被歸類為物質，所以光也就沒有物質狀態之說。