探索新物态：物理学的正确打开方式（二）原汤

       据说， 我们的宇宙起源于一个 Big Bang， 汉译大爆炸， 但绝不是地雷或者鞭炮爆炸的那种爆炸。宇宙从一开始， 除了 量子涨落， 什么都没有。 从那时起到现在， 宇宙是一个不断膨胀和冷却的过程。在大爆炸后约 10 微秒的时候， 形成了 夸克-胶子等离子体——可能还包括电子——的原汤。然后，夸克、 胶子组合成了 质子和中子； 这时的宇宙还是足够热的， 中子和质子还没束缚到一起， 是一团强子气。 再进一步冷却， 质子和中子通过强相互作用，形成了 原子核； 原子核通过电磁作用捕获了 一些电子形成了原子或者离子。 在宇宙诞生了 3 分钟的时候， 世界进入了 由氢等离子体， 氦原子核加上电子构成的原子核时代， 物质的世界便开始了 。再经过 30 万年，宇宙进入了 原子时代。 进入了 原子时代， 我们就能谈论物质了 。

       这个简短的关于物质起源的描述来自 我们当前的宇宙学理论， 其数学解常常导致“宇宙的所有存在在过去的某个时间完全集中在一个点上” 的奇怪结论， 从那个点开始了 宇宙的时空。 虽然， 有人宣称有多少多少观测证据支持这样的理论， 它对职业的宇宙学家以外的人群， 包括绝大多数的职业物理学家， 依然是个不太容易接受的猜测。 不过， 不管怎样， 宇宙有了 原子以及由原子组成的各种形态的物质， 并且还从物质中演化出了 人类。 人类生活在实在的物质世界中， 必然渴望通过理解物质来理解我们的世界及其历史。 那么， 人们在生活实践中获得了 哪些关于物质形态的知识呢？