關於物質的話題自古就有。物質是什麼?這一問題始終在人類的頭腦中縈繞著。
人類對於世界的認識,最初是混沌的,除了天地合一與人神合一之外,心物也是合一的。遠古時代的神話傳說,就是上述三個合二為一的綜合體現。原始人懷著崇拜的心情,將其所面對的世界歸結於具體的自然物。比如,將太陽或獅子作為部落的圖騰,部落的起源、生存的經驗和生活的規範都是與該部落的圖騰相關聯的。
人類的這種混沌的認識一直持續到到公元前6世紀,才隨著抽象概念的產生,而逐漸地清晰了起來。
在公元前5世紀,古希臘哲學家留基伯和德謨克利特分別提出了原子論,認為世界是由不可再分的原子構成的,由此逐步形成了唯物的世界觀。
稍後,古希臘人阿那克薩戈拉提出了心靈說,試圖用心靈來說明事物的發展與變化,從而第一次在哲學上提出了與物質形態相對立的精神
所以,人類最早發問物質是什麼,主要是哲學意義的。在此,物質是作為外在的客觀世界,與人的內在精神世界相對應。
之後,隨著人類認識的深入與精細,對於物質的研究進一步地深化,使物質作為物理對象,與作為物理背景的空間概念相對應。
在古希臘時期,物質被認為是凡俗的,由金、木、水和土四種元素組成。而空間則是由一種叫作以太的“精英”構成的,離散的以太構成空間,聚合的以太則成為天上的星辰。因此,以太又被後人稱為第五元素。
到了十九世紀,作為絕對空間的構成物,以太被沿用了下來。以太既是光的傳播介質,又是影響物質行為的物理背景。此時,物質與空間仍具有截然不同的區別,由此形成了機械的世界觀。
然而,為了消除能量的連續性所導致的紫外災變,德國物理學家普朗克於1900年建立了一個非連續的能量輻射公式即黑體輻射公式。由此證明了能量是由不可再分的粒子構成的,這一不可再分的最小粒子就被稱為量子,其角動量就是普朗克常數h,為6.632×10-27爾格秒,是量子的本徵參量,與量子的能量狀態無關。
稍後,新西蘭人盧瑟福在英國用電子轟擊原子。他意外地發現,只有極少數的電子被反射了回來。這說明原子的質量大部分集中在很小的原子核中,原子的體積實際上只是電子高速運動所產生的封閉體系。於是,物質不再是原來的實體概念。
1905年愛因斯坦根據光電效應,認為光是粒子,並由此提出了質能轉換公式,即E= mc2 。所謂光電效應,就是當電子從高能的激發態躍遷回基態時,會激發空間的量子,產生光的現象。於是,不僅物質的實體性不再存在了,而且物質的內含即其質量也只是能量的一種存在方式。
當時間來到二十世紀二十年代,人類在普朗克常數h的基礎上建立了量子力學,發現所有的物體都具有波動性。這說明,在我們的宇宙中,存在著統一的物理背景,即存在著不連續的量子空間。
於是,人類逐漸地認識到,物質不實和空間不空;
於是,原來實與虛和有與無的機械劃分是有問題的;
於是,物質不再是實和有的代名詞,而只是由更為基本的量子聚合在一起所形成的特殊形態。
根據有機的量子宇宙觀,我們的宇宙是由不可再分的量子構成的
於是,離散的基態量子構成宇宙的物理背景成為量子空間,受到激發的量子成為光子,由高能量子組成的封閉體系構成了各種基本粒子,由基本粒子再進一步地形成更高層次的封閉體系就是原子、分子和宏觀物質。
於是,
如果我們用人來做比喻的話,那麼個體的人就是離散的量子,普通百姓是基態量子構成人類社會,知名人士是受到激發的量子即光子,由兩個人組成的家庭就是基本粒子即微觀物質,由各種興趣或利益組成的單位、黨團和國家就相當於自然界中的宏觀物質。
總之,物質最初是作為哲學的概念提出來的,其與精神相對應。後來,物質又是以抽象概念的有和實體而被提出的,其與無和虛相對應。最終,物質是以量子的聚合形態存在的,其與量子的離散形態相對應,成為有機的量子世界的一部分。
由於受到生理及心理條件的限制,人類不能平面地認識世界。人類必須將其所面對的世界劃分為認識對象和認識背景,即人類的認識必須結構化。
面對現實的物理世界,數千年來,人類都是將顯像的物質作為其認識的物理對象,將隱形的空間作為其認識的物理背景。然而,隨著人類認識的深入與發展,卻意外地發現,宇宙的本質是量子,物質只是量子聚合的一種特殊形態。
於是,人類的認識需要進行格式塔轉換,將量子空間作為人類認識的物理對象,而物質則退居為人類認識的物理背景。
比如,宇宙的膨脹,是宇宙內部量子空間的膨脹;宇宙膨脹速度的快慢取決於宇宙內外部量子空間壓力的對比;宇宙在其漫長的演化過程中主要是以單一的離散量子狀態存在的。
作為量子封閉體系的物質,僅僅是當宇宙膨脹的速度大於其內部傳播的速度時,為保持宇宙內部的平衡,而臨時生成的副產品。物質在宇宙的演化過程中,只是一個臨時客串的小角色,只是量子的凝聚態。
綜上所述,人類對物質的認識,經歷了以下過程,即由哲學的本體概念轉變為抽象的物理概念,再由抽象的物理概念退化為具體的物理狀態。物質觀念的這種演化,是人類的認識逐步深入與發展的真實寫照。