四大物质形态是什么
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发布时间：2022-04-29 01:38
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时间：2022-06-27 18:54
解放日报:“人类一小步”，发现物质第五态？
物质有几种形态？在普通人的眼里，三种。固态、液态和气态，比如水，结冰就成固态，零度以上就是液态，加热水沸成气态。
在少数人的眼里，四种。经典物理学认为，物质还有第四态———“等离子态”，当气态的能量高到一定程度而成，比如闪电极光。
在这个人的眼里，是五种。
昨天一条消息轰动：我国台湾省一学者发现物质第五态。
就此，“推翻物理百年传统理论”、“很有机会赢得诺贝尔奖”、“技术领先其他国家至少十年”、“未来教科书将因此改写”……
果真？
这是“人类一小步”？
这事有点怪。
昨天在国内顶级的某理工科著名大学BBS论坛上，“发现物质第五态”这条消息，一度成为科学版讨论热点，学子网友跟帖频频。然而，不久以后，所有跟帖却统统被删了，只剩一个标题。
再问众多专家，也是闻所未闻。
这是怎么回事？难道这条消息有什么问题吗？
为确凿起见，记者直接致电消息中提到的这位发现者，台大物理系副教授赵治宇。办公室电话一拨就通了，接听正是他。只是，一听是记者，连声就道歉：“对不起，我今天下午全排满了，明天吧。”
排满了，全是记者？“对。昨天学校为我开了成果发表会，今天消息登出去，就全都找来了。”电话里，只听这位年仅34岁的台大物理系液晶研究团队负责人对一位来访者说：请坐，请稍等。
抓紧时间，记者上来就直言：早在9年前，不就有人宣称发现物质第五态了吗？
1995年，美国标准技术研究院和美国科罗拉多大学的科学家组成的联合研究小组，首次创造出“玻色—爱因斯坦凝聚态”，被称物质第五态。2001年度的诺贝尔物理学奖，还特地授予了负责这项研究的3位科学家。
“那是从很微观的，量子状态层面上而言的，是以分子、原子、电子这样很微观的尺度来衡量的，是在电子运动中发现的新状态。而我所谓的‘第五态’，是从没有那么细微的层面，从古典物理学的尺度，从大家所熟知的固体、液体、气体等层面来说的。”赵治宇向记者介绍说，他所发现的这个“第五态”，是由细胞膜和水共同形成的，他是在用自行研发的世界第一台“生物环境穿透式电子显微镜”，观察水分子如何渗透进入细胞膜时，发现了一种前所未见的物质形态：原本排列成六角形的各细胞膜分子，之间的联结被穿入其中的水分子破坏，但六角形状却不变，这样，形成的物质既不是液体，因为液体是排列成一定形状，又不是液晶，因为液晶的分子间会有关连性，更不是固体、气体和等离子体，这就是“第五态”，取名“酯膜结构”。
众所周知，固态、气态、液态会相互转换，这“酯膜结构”也能吗？
“能。”赵治宇说，他所观察到的这个“第五态”，室温之中便可存在，当加热到40多摄氏度时，会成为气态，当降低温度时，又会结晶成为固态。
那么，这样一个“第五态”的发现，究竟有何意义？
赵治宇的回答是，一般的电子显微技术，因受真空要求的*，所观察的细胞切片大多只是染色的干切片或冷冻后的死切片，并非活体细胞，而通过现在所研发的新电子显微技术，可以观测到活体切片的细胞，可以观测到水分子如何进出活体细胞的“第五态”，进而就可以联合生物与生化学家，观察到具有生命的生物动态反应，“这还可用到医疗上，如观察艾滋、SARS等病毒，是如何进出细胞搞破坏的，肺水肿是如何发生的，从而进一步找出对策。”
这么说来，这“第五态”的发现，意义重大？
电话那头，赵治宇连连表示：“这只是人类的一小步，一小步……”
究竟这是第几态？
物质第五态究竟有没有？
中科院物理所软物理实验室的一位负责人，看完赵治宇发表在《物理评论通讯》（PhysicalReviewLetters）杂志12月第2期的原文后，告诉记者说，通观全文，根本没有“物质第五态”之类的字眼，只是忠实记录了一个二维膜熔化的科学试验，观察到了液晶状态里面的一个亚状态，或称特殊状态。这是之前人们的实验没有发现的新东西。
这个状态，是第几态？
这位负责人说，科学界公认，固态、液态、气态、等离子态，是物质的四种形态。相关新闻报道把液晶称为第四态，是错误的。它只是介于固态、液态之间的一种形态，不同的外部条件下，看其偏重哪方面就划分到哪一类。可以说，液晶要么是固态，要么是液态。至于赵治宇发现的，不过是液晶的一个分支，认祖归宗，还是属于固态或液态，怎么可能是什么“第五态”。
物质除了传统公认的四种形态和第五态———“玻色—爱因斯坦凝聚态”，还有什么不被大众所知的形态呢？这位负责人称，发现“第五态”的美国标准技术研究院和美国科罗拉多大*合研究小组，在2004年初，又宣称发现了费米子凝聚态，即“第六态”。但是，这两种状态目前只在实验室里极低的温度下才能够实现，在地球上的自然界中还没有发现。不过，不排除宇宙间有所存在。
中科院院士、复旦大学物理系教授王迅认为，目前为止，即使在实验室的情况下，“第五态”也只有少数一些原子能够形成，而不是普遍的物质形态，能不能跟前四态并列，并没有统一的认识。他认为，如果有一个国际权威组织能够认证这些说法，并确立为一个概念，倒不失为好办法。
清华大学人文学院科学技术与社会研究所教授刘兵说：“坦率地说，固态、液态、气态只是一种物质形态的分类，我想，不用急着分出个‘第四’、‘第五’、‘第六’来，不如好好研究现有物质形态的性质和物理规律，更有意义。”
凭此“问鼎诺贝尔”？
然而，在昨天，“第五态”消息的轰动一时里，频现这样的字句：“推翻物理百年传统理论”、“很有机会赢得诺贝尔奖”……
何以如此惊天动地？
记者昨天在电话里直接询问赵治宇，没想赵治宇明确表示，从没说过这样的话。“我没说过，我是一个严谨的学者，我不知道是谁写的。”
昨天采访中，亦有不少专家表示：科学欢迎严谨，拒绝炒作。
王迅院士告诉记者：“我没看到论文，不好评判。不过我认为，通过公众媒体发布严肃的学术成果，不是很妥当。《中国科学院院士道德自律准则》明确就有一条：抵制和反对对科研成果进行新闻炒作。”
刘兵教授也表示：“说得偏激点，一般来说，一个重大科研成果的宣布，新闻媒体一介入，往往好事都得变坏事。我始终认为，我们应该做的是耐心等待，等待学术界讨论、判别并认可。”
昨天还有消息称，“这项研究成果刊载于《物理评论通讯》的12月第2期，是华人近年来第一次获得此项殊荣”。
复旦大学物理系一位不愿透露姓名的教授，帮记者在线搜寻到了这篇完整的论文，他告诉：“第一点要澄清的是，《物理评论通讯》虽然的确是美国物理学会出版的权威刊物，但无论国外的华人还是国内科学家，都屡屡有作品发表，因为它每期一般都有三十多篇论文，而且一周一期。比如我，就已经在上面发表过8篇论文，包括这两年。”
那么到底这个发现有什么意义呢？中科院那位软物理实验室的负责人说：“客观地说，目前还无法预测，就像植物学家发现了液晶，当时大家都没料到多少年后，液晶被用来制作液晶电视一样。但是，从现在来看，就这么把这个‘第五态’和诺贝尔奖联系在一起，有点过了。”
中国科学院物理研究所的曹则贤研究员，也在看完《物理评论通讯》那篇论文后向记者表示：“应该说，赵治宇他们的工作做得很漂亮，研究内容也是凝聚态物理中比较重要的课题。但如果说现在就能够获得诺贝尔奖，则可能是媒体的误解。”
人类还有高峰攀
众说纷纭，看来只能拭目以待。
但有一点可以肯定，不管怎样，此次“第五态”的出现，毕竟是又一次人类科学研究的尝试，又一次人类探求未知的举步。
从物质的第一态到第五态到第N态，从空间时间的一维度到四维度到N维度，人类的整个历史发展，体现着这样一条鲜明的脉络：人类探求外部世界的脚步，从来就没有停止过。从宏观上，去登月，去火星，去探索太空；从微观上，从分子到原子到电子，到纳米级，包括这次“第五态”。
这样的探求，也早被富于想象的导演表现在了常具惊人预见性的科幻电影中。早在1997年，美国大片《第五元素》，就展现了一种神奇的“第五元素”，它超越了古希腊神话中的自然界四大元素“风、火、水、土”，拯救地球躲过浩劫。
这部大片，既诉说着人类永恒的爱情，也诉说着人类永恒的探求。
从单一走向多元，又从多元走向和谐共生。复旦教授胡守钧告诉，爱因斯坦就曾说过，自然界是和谐、有序的，人与自然界也天然是一种和谐共生的关系，“和谐共生是人类永恒的哲学，更是人类本能的追求。”
科学发展到今天，已经越发细分。大的课题，多剩一些硬骨头，比如宇宙的起源，比如离子的再细分，短时间难以解决。这也正是为什么现在原创的、开辟大面积全新领域的重大成就缺乏的缘故，时代正在做作业。然而，这并不能阻挡人类探求未知的本能意愿和坚定步伐。
正如同济大学物理系教授张治文所说：“我们在科学上已经探索了几百年，但还是有一些基本的时空问题，困扰了我们千年之久，直到现在也不能搞清楚。”
人类还有高峰攀。
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时间：2022-06-27 18:54
等离子态
将气体加热，当其原子达到几千甚至上万摄氏度时，电子就被"甩"掉，原子变成只带正电荷的离子。此时，电子和离子带的电荷相反，但数量相等，这种状态称做等离子态。人们常年看到的闪电、流星以及荧光灯点燃时，都是处于等离子态。人类可以利用它放出大量能量产生的高温，切割金属、制造半导体元件、进行特殊的化学反应等
等离子体
（等离子态，电浆，英文：Plasma）是一种电离的气体，由于存在电离出来的自由电子和带电离子，等离子体具有很高的电导率，与电磁场存在极强的耦合作用。等离子态在宇宙中广泛存在，常被看作物质的第四态（有人也称之为“超气态”）。等离子体由克鲁克斯在1879年发现，“Plasma”这个词，由朗廖尔在1928年最早采用。
等离子体的性质
等离子态常被称为“超气态”，它和气体有很多相似之处，比如：没有确定形状和体积，具有流动性，但等离子也有很多独特的性质。
电离
等离子体和普通气体的最大区别是它是一种电离气体。由于存在带负电的自由电子和带正电的离子，有很高的电导率，和电磁场的耦合作用也极强：带电粒子可以同电场耦合，带电粒子流可以和磁场耦合。描述等离子体要用到电动力学，并因此发展起来一门叫做磁流体动力学的理论。
组成粒子和一般气体不同的是，等离子体包含两到三种不同组成粒子：自由电子，带正电的离子和未电离的原子。这使得我们针对不同的组分定义不同的温度：电子温度和离子温度。轻度电离的等离子体，离子温度一般远低于电子温度，称之为“低温等离子体”。高度电离的等离子体，离子温度和电子温度都很高，称为“高温等离子体”。
相比于一般气体，等离子体组成粒子间的相互作用也大很多。
速率分布
一般气体的速率分布满足麦克斯韦分布，但等离子体由于与电场的耦合，可能偏离麦克斯韦分布。
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时间：2022-06-27 18:55
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时间：2022-06-27 18:55
