我的朋友謝君峰博士曾經在80年代當面向諾貝爾物理學獎李政道提問，問道：空間是物質嗎？李政道不假思索的回答“
空間是物質以外的態”。在李政道來看，“空間”是與“物質”截然對立的兩種系統，它們的屬性是完全不同的。
李政道
當物質存在的時候，就會佔據空間，但是物質與空間又是有密切依存聯繫的，這是因為如果世界上不存在任何物質，就不會有空間的存在——世界上不存在純粹的的空間，我們也無法去描述這種東西。因為我們必須依照物質為參照物，才能去描述空間。就比如，我們首先知曉了溫暖的存在，才能去描繪寒冷。這樣看，物質是空間“成立”的基礎。
傳統對物質的理解
那麼，什麼是“物質”呢？在古代，很多哲學家、思想家都思考過這個問題。2300多年前，雅典的一個哲學家德謨克利特就指出：世界上所有的物質，它們都是由不可分的最小單元——原子所構成。
德謨克利特
在德謨克利特來看，物質其實就是一大堆原子的堆積。當然，德謨克利特的原子，並不是現代物理學意義上的原子，他說的僅僅是一種哲學上的純粹思辨，並沒有任何科學依據。我稱之為“哲學原子”。德謨克利特認為，所有的物質都是原子這種建築材料構成的，原子就是磚塊，而這些磚塊的性質都是一模一樣的，只不過是因為排列、堆砌的形式不同，所以造成了宏觀層面物質有不同的形態。
與德謨克利特生活在同時代的一位哲學家，叫做恩培多克勒，他就對德謨克利特的原子論提出了質疑。恩培多克勒也相信世界萬物是由最小的單元原子構成，但是他認為，這些原子是有很多很多的種類的。是各種各樣不同性質、種類的原子，它們一起構造完成了豐富多彩的物質世界。顯而易見，恩培多克勒的原子論，比德謨克利特更勝一籌，更加接近現代物理學的描述。
但是，哲學家畢竟是哲學家，我之前說過，“哲學其實就是瞎猜”，恩培多克勒他依據自己所接觸到的粗淺表象，搞出了玄學色彩的原子論。因為他說，原子是有種類的，那麼有哪些種類呢？包括了火原子、空氣原子、水原子、土原子。原來，當時的古希臘人不懂科學原理，也不會做真正的去做科學研究論證結論，他們依照自己的想象力，提出了最基礎的物質就是火、空氣、水、土四種元素。
恩培多克勒
現在當然知道這些說法都是錯誤的了。就是說，古希臘人對基礎物質的理解原本就是錯誤的，恩培多克勒把錯誤的認知直接照抄過來，他卻沒有做出任何的實驗，就拍腦門弄出“四種原子”學說。所以說，這些古希臘的哲學家也不過如此，瞎猜誰不會啊，四歲小朋友也會。除了畢達哥拉斯還能做具體的有意義的科學實踐，其他絕大多數哲學家都是幻想家而已。他們最大的貢獻就是啟蒙一下，但是這些啟蒙是原始的，我們如果繼續把陰陽五行等玄學作為科學，其實和2300年前的古代人沒有區別。你說，陰陽五行有什麼科學依據，有科學實驗的支持嗎？沒有。陰陽五行和古希臘的火、空氣、水、土四種元素學說沒有任何區別，都是想象力的產物。
近現代物理學對物質的探索
只有當大牛伽利略（1564年2月15日-1642年1月8日）出現之後，實驗才成為科學的一個重要支柱。如果沒有實驗，就不配稱之為科學。現代物理學家建造了龐大的電子對撞機，用高能射線去碰撞原子，發現原子下面還有複雜的結構。古希臘哲學家們口口相傳2000多年的“原子不可再分”的學說，被科學實驗擊得粉碎。
依據現代物理學的認知，我們所知的物質的基本構成，就是費米子和玻色子。費米子和玻色子都有各自的族群，性質也都有差異。我們人類自己的身體，就是費米子組成的。我們玩的手機、電腦，也是費米子構成的。而像太陽那麼巨大的恆星，同樣是費米子組成的。
費米子和玻色子家族
費米子是物質的組成材料，我們日常在各種科普文章之中經常聽到夸克這個詞彙，夸克就是費米子。對了，夸克是由物理學家蓋爾曼命名的，而蓋爾曼是中國科學家楊振寧的粉絲，他一輩子最崇拜楊振寧。夸克有6種，什麼上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克，你們沒有必要一一知道它們具體的性質，記得這些就行：目前已知最小的物質就是夸克，弦理論中夸克就是弦，夸克組合起來，就是強子，到了強子這一層面，物質才能具有真正的物理意義，而質子、中子，就是強子家族的成員。
而玻色子是傳遞力的信介，是一種傳遞粒子。光有費米子，沒有玻色子，物質就只能單個存在，沒有什麼意義。就比如一棟大樓，你沒有混凝土，光靠幾塊磚頭是蓋不起來的。玻色子大致可以分為希格斯粒子、光子、膠子、Z玻色子、W玻色子，它們也是基本粒子，但不屬於夸克，不是費米子。
神秘的暗物質
總之，只要是物質，就會涉及費米子和玻色子。我們聽說過很多人在說暗物質，據說暗物質是與我們所知的“正常物質”的物理性質不同的。主流科學界認同暗物質是存在的，當然也有一小部分科學家認為暗物質不存在。我們先假設暗物質是存在，只要它們存在，就一定是費米子和玻色子組成的——即使與“正常物質”存在差異。我們考察費米子的性質，可以發現它們具有兩種最基本的性質：
第一，費米子必須佔據一定的空間，是有體積的。
第二，它們具有質量。
我們分析一下，佔用空間，則意味著它們是物質，因為物質必須佔據空間，不佔據空間的物質根本不存在。就和我上面第一段說過的話一樣，“當物質存在的時候，就會佔據空間”。具有質量，則依據愛因斯坦的相對論理論，質量導致了萬有引力，而萬有引力會捲曲時空。這樣，空間會被物質的質量所“控制”。可見，空間依賴物質而存在，空間被物質所“控制”。
很多人問我：為什麼宇宙空間的膨脹的速率會超越光速？我告訴他們，這是因為空間不能傳遞信息。
那麼，他們又會問，你憑什麼說空間不能傳遞信息呢？
這是因為只有正常的物質才能傳遞信息，而傳遞信息，就要依靠玻色子。比如，我在上面說過，光子就是一種玻色子，一顆恆星發射出無數的光子，其中的一部分光子沒有被宇宙粉塵吸收，沒有被其他恆星遮蓋，歷經千辛萬苦，終於來到了地球，被地球上的望遠鏡捕捉到，我們可以說我們接收到了來自遙遠太空的一顆恆星的信息。
我們還聽說過引力波這一熱門詞彙。有科學家就靠研究引力波拿到了諾貝爾獎。2017年的諾貝爾物理學獎得主是雷納·韋斯（Rainer Weiss），巴里·巴里什（Barry Clark Barish）和基普·索恩（Kip Stephen Thorne）。他們是因為通過Ligo（激光干涉儀）首次探測到引力波，由此斬獲了諾貝爾大獎，從而大名垂青史。
激光引力波干涉天文臺
引力波是指時空彎曲中的漣漪，通過波的形式從輻射源向外傳播，這種波以引力輻射的形式傳輸能量。兩個黑洞或者中子星發生碰撞、吸收的過程中，都會釋放出劇烈的引力波。既然引力波已經被證實是客觀存在的——有科學實驗為證——那麼，會不會存在引力子這種傳遞引力作用的基本粒子呢？按照玻色子的定義，引力子是傳播作用力的，而萬有引力的四大基本力之一，則引力子也屬於玻色子家族。不過，目前科學界還沒有真正的證實引力子是存在的。我想，這個問題很有希望在本世紀內解決。
愛因斯坦
當真正證明引力子存在的時候，九泉之下的愛因斯坦博士一定會非常高興。這是因為在愛因斯坦活著的年代，引力場效應被認為是幾何效應，是物質的質量讓四維的宇宙時空產生了扭曲，而時空的扭曲才誕生了物質相互之間“吸引”的引力現象。如果真的發現了引力子，是對物理學的巨大貢獻。
我們歸納一下，凡是物質，它們通常就會具有這樣的基本性質：
1，佔據空間；
2，具有質量；
3，可以傳遞信息。
反過來說，凡是滿足以上三個基本屬性中的兩個，它們就算得上是物質。
以上，是指的我們日常所能理解的一切物質，包括“正常的物質”加上暗物質。它們都是物質範疇，是與空間的定義截然相反。空間內沒有類似玻色子的存在，不能傳遞信息。
這也是80年代李政道先生所認知中的“物質”的概念。
新物理學對物質給出的新概念
但物理學是要不斷向前發展的，過去的概念未必就一定會保持下去。在新物理學概念裡面，空間也可以是一種特殊的“物質”，但是這種物質的物理屬性是非常特別的，因為它不具備以上的三個基本屬性，不具備質量、不可以傳遞信息。我們對空間的物理性質，所瞭解還很少，但是我們知道空間不是真正的“空無一物”，而是有非常複雜的內部結構，有巨大的真空能。
學過物理學的朋友都知道卡西米效應。卡西米效應是有實驗證明的，該實驗證明了真空裡面有“東西”，即真空能。當我們把兩塊不帶電荷的導體板互相非常接近時，它們之間就產生了一種非常微弱，但是可以被測量出來的力，這就是卡西米效應。一般認為，真空態能量本身是不可被觀測的，但它如果發生了變化就可以被觀測到。
卡西米效應
關於空間，我可以打一個比喻。
現在，我知道在遙遠的地方有大海，於是我乘坐汽車去海邊遊玩。
當我距離大海有30千米的時候，我從汽車裡面往大海的方向眺望，我發現看不見什麼。我也聽不見什麼。我接受不到任何關於大海的信息。這是因為，我距離大海還非常的遙遠。從幾十千米的遠處來看，大海和天空融合為一體，顏色一樣，海天一色，沒有任何波動的存在。
海天一線，看不出什麼東西
於是，我繼續駕車前進，來到了距離大海10千米處，我看見大海的方向，隱隱約約有了一個彎曲弧度，這是第一個變化。
我繼續駕車往前開，距離大海5千米處，我聽見了海浪的聲音傳來，還看見大海海面上有一些海浪，但是還看的不怎麼清晰，感覺海浪似乎並不大。
好像有點細浪
我再往前，現在距離大海1千米了，我看見大風讓大海捲起滔天巨浪，海浪轟鳴，煞是壯觀激烈。
我不怕這一切，我繼續向前，我現在來到了大海的海岸邊，我看見大海在發怒，海浪一波又一波的猛烈的撞擊著礁石，乳白色的水沫濺溼了我的衣襟。
嚇人的驚濤駭浪
我在岸邊掬起來一捧海水，將海水置放在顯微鏡下觀察，我看見了無數的水分子在歡快的遊動。
複雜的水分子運動
空間就是如此，我們如果僅僅立足於宏觀層面的角度來觀察它，就會認為它是波瀾不驚的，沒有任何的波動，似乎什麼都沒有。但是如果掌握了不斷向微觀層面探進的技術手段，我們最終將發現空間也具有複雜的內部結構。
作者：懷疑探索者
