物质与能量的本质区别是什么？

我们现代科学并没有对物质与能量进行具体的区分。

如果我们要搞清楚物质与能量的本质区别，那么我们先要搞清楚物质与能量的定义。

对于物质的定义，我们科学其实并没有做过严格的定义，但我们可以通过日常经验对物质进行感知，再通过进一步分析感知结果，对物质进行定义。

首先所有由原子构成的物体一定是物质，这一点相信大家都没有争议。

有争议的是其他形态的客观存在，比如光子电子等。

在很多人的认知中，光子电子也是物质。

判断根据是：光子电子都是一种客观存在，所以光子电子是物质的一种形态。

但从逻辑的角度，光子电子是客观存在，不等于光子电子就一定是物质。

如果根据“光子电子是客观存在”的条件就可以可得出“光子电子是物质”的结论，那么物质的定义就与客观存在完全重合了。“物质”这个名字将会成为多余，因为没必要为同一个事物搞出两个不同的名字。

对于此问题，笔者先给结论：

光子电子不是物质而是能量，物质与能量两者之间有本质性的区别。

然后我们再来对这个结论进行推理和论证。

我们来思考一下能量的定义。

其实我们现代科学没有对能量进行严格定义，网上可以找到如下定义：

能量是物理学中的一个基本守恒量。能量具有运动的物体的动能、由于物体在场中的位置而拥有的势能、固体形变相关的弹性势能、与化学反应相关的化学能、物理场的能量、热力学系统中的内能、静止物体的静能等形式。能量的概念涵盖物理学的力学、热力学、电磁学、量子力学、相对论等所有领域，应用极为广泛。

在封闭系统中，能量可以由一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体传递到另一个物体，在能量传递或转化的过程中，总能量保持不变，这就是能量守恒定律。

但是该定义并没有从科学严谨的角度解释能量到底是什么。

为了能更清楚的讲解能量的本质，我们抛开各种复杂的工具与概念，从眼前出发，从脚下出发，从最基本最简单的事实出发，争取用最简单的语言将能量的概念解释清楚。

首先，基于我们日常对能量的认知，我们对能量进行一个初步定义：

能量是可以让物质产生状态改变的一种客观存在。

这个定义相信大家都会认可。

然后我们再来进一步推论，这种“可以让物质产生状态改变”的“客观存在”到底是什么。

我们来看一个场景：

场景：阳光照在物体上。

我们对比一下场景开始与场景结束两个时间点，这个闭合系统中的客观存在（为了方便研究，我们把物体简化为原子）：

场景开始的客观存在：原子+光子

场景结束的客观存在：原子（运动速度发生变化）

我们都知道，光子是一种客观存在，既然是客观存在，那么就不可能凭空消失。

但是，我们对比一下场景开始时与场景结束时的客观存在，可以发现：

场景结束时原先客观存在的光子不见了。

既然光子是客观存在，当然就不可能凭空消失，那么光子到底去哪里了？

通过现代科学我们可以知道，光子变成了热，也就是“原子的运动”。

作为研究场合，我们可以把“原子的运动”抽象为“物质状态的变化”。

所以我们可以得出结论：

光子=物质状态的变化

两者看起来貌似风马牛不相及，但实际上却是同一个事物的不同状态。

光子与物质发生作用后，会表现为“原子状态的改变”；

光子不与物质发生作用时，会表现为电磁波；

电磁波与“原子状态的变化”，本质上是同一种事物的两种不同状态。

注意，光子等于“物质状态的变化”，并非光子等于物质本身。

那么“物质状态的变化”是物质吗？

如果“物质状态的变化”也是物质，那么就意味着“原子状态的变化”等于原子本身。

这种结论显然是错误的。

所以“物质状态的变化”显然不可能是物质。

通过此场景，我们可以证明：

光子的本质，是“物质状态的变化”，与物质本身是完全两码事，光子并不是物质。

说到这里，也许有很多人会迷糊，“物质状态的变化” 到底是何物呢？

我们在回到前面对能量的定义：

能量是可以让物质产生状态改变的一种客观存在。

而我们前面又得出：“物质状态的改变”本身就是一种客观存在。

所以，“物质状态的变化”这种客观存在就是“能量”。

注意：能量是“物质状态的变化”，不是物质本身，两者有本质性的区别。

我们不能把能量与物质混为一谈。

在大部分人的认识中，能量也是物质的一种形态。

该观点来源于质能方程，也就是：物质是由能量凝聚而成。

既然能量可以凝聚成物质，，那么理所当然能量就是物质的一种形态。

为何可以凝聚为物质的能量，自己却不是物质？

其实根据“物质是由能量凝聚而成”推导出“能量就是物质”，这种思路是一种“粒子模型”的思路。

粒子学说就是：空间本身是绝对的“无”，是“什么也没有”。

物体是“有”，物体由粒子A构成，粒子A再由更小的粒子B构成。

这样万物本质上来说，既是由粒子A组成，同时也是由更小的粒子B组成。

根据粒子模型思路，能量是一些“更小的微粒”，当足够多的这种微粒紧紧聚集在一起的时候，就形成了物质。

但是粒子模型其实是一种错误的宇宙模型。

第一：粒子学说本身是一个逻辑死循环。大的粒子由小的粒子构成，小的粒子由更小的粒子构成，但却没有最小粒子的定义及描述，从而形成一个逻辑上的死循环。

第二：无法解释粒子与粒子之间是如何产生作用的。因粒子学说中基本粒子太多，所以导致粒子之间产生作用力的模式完全无法解释。

第三：无法解释粒子与能量之间的界限。当粒子不断的分化为更小的粒子时，最后是如何变成能量的？粒子学说无法解释这个界限。

至于最小的基本粒子是什么，目前没有定论。

为了寻找组成物体的基本粒子，科学家们使用对撞机不断的让粒子进行对撞，然后观察会产生哪些新的粒子。

但其实这也是存在逻辑漏洞的。

因为粒子学说没有解释为何粒子与粒子之间会发生碰撞。事实上有些粒子之间，是不会发生碰撞的，比如光子与光子之间就不会发生碰撞，遇到一起会互相穿透。

所以我们要抛开粒子模型思维对自己的影响。

在此，笔者提出一种新的“空间模型”：

为了让读者能更容易理解，先举一个比喻（仅仅是比喻，用来形容能量叠加后产生的空间变化）：

有一个位于电视中的世界，电视中有一种叫“能量”的粒子。

然后这种“能量粒子”不断的叠加在一个很小的区域中，最后这个小区域中的能量聚集度超过一个阈值，导致这个小区域的空间“从电视中脱离出来进入房间中”。

空间模型详细解释：

我们的宇宙由很多不同层次的空间层层嵌套组成。

空间本身就是一种客观存在，构成宇宙的背景。类似于屏幕像素对于屏幕图片。

在宇宙之内，纯空间是“无”，类似于空白的屏幕。

空间可以相互叠加并产生运动，叠加就形成了宇宙中的各种事物，也就是“有”。

这些事物类似于屏幕上的图像，依托于屏幕而存在。

当小范围内的空间叠加到一定阈值的时候会出现质变，从一个层次的空间进入另一个层次的空间。类似于前面比喻中的“从电视里脱离出来进入房间中”。

空间叠加生成的事物包括：信息，能量，物质。

信息由空间叠加形成；能量由信息叠加形成，物质由能量叠加形成；

物质是能量的聚合态，能量是信息的聚合态，信息是空间的聚合态。

宇宙中的万事万物，都是由空间运动导致的空间叠加形成。

现在我们进一步研究，能量（物质状态的变化）还具有哪些特征。

对于物质，我们已经司空见惯，是“占据三维空间而存在”的一种事物。

如果对物质进行进一步抽象，则是 “占据三维空间的一个空间质点”。

那么，“物质状态的变化”，本质又会是什么？

我们可以这么去想象，如何从数学上可以完整描述“出现在三维空间任何一个空间质点的状态变化”？

有两个要点：三维空间中的质点，以及状态变化。

对于三维空间质点本身，数学表示可以是（x,y,z），即三维空间坐标。

对于“状态的变化”，需要考虑两个因素：状态变化方向，状态变化值大小。

其中“变化值大小”，此处我们不需要考虑，因为是量子，每个量子的大小是固定的。

我们需要考虑的是“状态变化方向”。

而要描述一个状态变化方向，则需要(u,v,w)三个坐标才可以完整描述。

所以，如果要完整描述“三维空间一个质点的状态变化”，需要三维空间坐标点(x,y,z)与状态变化向量方向(u,v,w)两个参数（不考虑变化值大小）。

这样，我们可以得出结论：对于能量的量子，至少需要6个坐标(x,y,z)，（u,v,w），才能对其进行完整的描述。

既然从数学角度描述能量量子至少需要6个坐标，那么现实中的能量必然具有6个坐标，即：能量所在的空间拥有6个物理维度。

我们对拥有3个物理维度的空间已经司空见惯，而对拥有6个物理维度的空间我们则无法想象。

其实拥有6个物理维度的空间，就是四维空间。

三维空间中的客观存在，代表为物质原子，拥有3个坐标；

四维空间中的客观存在，代表为能量量子，拥有6个坐标。

从三维空间中观测能量，其表现就是“物质状态的变化”。

有人可能会纳闷，明明拥有6个物理维度，为何叫四维空间，而不叫六维空间？

原因是：

第1维，第2维其实是用来支撑第3维存在的，1维空间与2维空间只是数学理论中的存在，现实物理世界中并不存在1维空间与2维空间。

同理，第4维，第5维是用来支撑第6维的存在，现实的物理世界中并不存在只拥有4个物理维度与只拥有5个物理维度的空间。

现实物理世界只有拥有3个物理维度的空间，以及拥有6个物理维度的空间。

拥有3个物理维度的空间就是三维物质空间，拥有6个物理维度的空间就是四维能量空间。

而四维空间的概念早已在网上广为流传，在我们心中也早已深入人心，如果将拥有6个物理维度的能量空间命名为6维空间，很多人一定会很纳闷：4维空间与5维空间去哪里了？

为了方便沟通，与目前网上流传的四维空间概念一致，我们将拥有6个物理维度的能量空间命名为四维空间。

现在我们已经知道，能量量子具有6个坐标(x,y,z),(u,v,w)；

然后我们在回过头，再看看光子到底是什么？会具有何种特性？

我们定义的“光子”，从概念上来说就是出现在三维空间(x,y,z)点的光；

而我们知道光是量子化的，由基本光量子组成，这样我们就可以得出结论：

“光子”是“出现在三维空间一个点(x,y,z)的所有光量子的合集”。

然后我们再结合前面“能量具有6个坐标”的结论，对光子本质进行进一步分析：

在(x,y,z)点的光子，拥有的所有光量子，具有相同的三维空间坐标(x,y,z),同时每个光量子还有自己另外三个不同的坐标(u,v,w)。

我们可以对这个结论进行一个形象的描述：在三维空间(x,y,z)点的光子，里面有一个隐藏空间(u,v,w),组成光子的所有光量子在这个隐藏空间中呈现正态分布。

这样，我们就可以完美解释为何光电效应与光的强度无关了。

因为所谓的“光的强度”，其本质是“组成光子的光量子数量”，而每个光量子的强度只与自身频率有关。

无论光的整体强度有多么的强，其实只是光量子数量变多了，每个光量子的能量强度并没有发生变化。

我们都知道能量量子具有“测不准”的特性，我们现代科学将这种现象当作一种宇宙规律接受下来了，并将其定义为“测不准原理”或者“不确定性原理”。

我们没有人思考过，为何能量量子会具有测不准的特性。

在此我们探索一下，光子具有“测不准”特性的内在根本原因到底是什么？

其实，我们对光子进行观测的时候，只观测到了其三维空间坐标(x,y,z)。

对组成光子的每个光量子而言，还有另三个坐标(u,v,w)。

这另外三个坐标可以理解为是“光量子与物质发生作用时产生的状态变化方向”，也可以理解为是该光量子在隐藏空间中的位置坐标。

因为我们对光量子的观测缺少了3个坐标，所以当然测不准。

所以，测不准并不是什么宇宙规则的限制，也不是物理世界本质就是如此，其实只是我们对光本质认识的缺失，以及我们观测手段的不足。

对于能量，组成能量的每个能量量子具有6个坐标。如果有一天，我们可以精确测量每个能量量子的另外3个坐标，那么能量量子对我们来说则不再测不准，而是如同物质原子一样，可以精确的进行测量。

量子力学和相对论是目前科学界的两大支柱。量子力学与传统牛顿力学使用的计算方式有着巨大的差异，牛顿力学使用的是基础数学，而量子力学使用的则是概率计算。

目前，科学家们一般的认识是：牛顿力学适用于宏观物理的运动，量子力学适用于微观领域的粒子行为。

这种区分方式从科学的角度其实是不够严谨的。一方面缺乏为何要这样分界的原理，另一方面这种分界其实仍然比较模糊。

现在我们就钻一个牛角尖：牛顿力学与量子力学的分界线，到底在哪里？

比如计算一个分子的运动，应该用牛顿力学还是量子力学？为什么？

再继续打破沙锅问到底：对一个原子的计算该用哪种力学呢？一个质子呢？一个中子呢？一个电子呢？为什么必须使用那种计算方式呢？

通过我们前面的分析，我们可以对传统牛顿力学与量子力学进行严格的分界：

量子力学与传统牛顿力学的分界线，就是物质与能量。

牛顿力学（包括相对论）是物质领域的科学；

量子力学是能量领域的科学。

这是因为在三维空间中观测能量，只能观测到3个坐标，而完整的能量量子拥有6个坐标，所以只能使用概率计算。