物质是怎样构成的

曾昭抡

我们所处的世界，存在着有成千成万的东西。究竟是怎样构成的呢？自从很早的时候起，哲学家和科学家，就对这点发生了兴趣。有些样子与功用不同的东西或物体（例如一张本桌子和一张木板橙），显然是由同样的材料或物质造成的。但是表面显然是不同的物质，并不一定就互不相关。

关于物质的构成，有两个最基本的问题必须考虑。第一个是，世界上所有物质，究竟是由少数若干种基本物质所构成；还是根本就有许多种彼此独立的物质存在？第二个问题是，物质究竟是什么东西构成的？

这两个问题，在两千多前以前，古代希腊哲学家，都曾考虑过。关于第一点，人类的心情似乎不容易接受自然界是过分繁杂与无系统的概念，所以很早人们就想到，世界上只存在有少数基本物质；其他各种物质，则系由这些拼合而成。此等基本物质，希腊哲学家称之为“元素”。他们所辨别的元素。计有水，火，土，气四种。这点与中国以前所信金、木、水、火、土、五行之说，是相近似的。不过古代希腊与中国所相信的元素，不符具体。到了十八世纪下半世纪，实质的（眼睛可以看见的）元素开始被确认。不同元素合并而成的物质，则称为化合物。十九世纪初年原子学说发达以后，元素一一确定，其数目亦渐行增加。到了现在科学家所认识的化学元素，一共有九十六种，此等元素，计有二百八十几个安定的同位素，和七百多个放射性同位素。至于化合物方面，已知者已达一百万种以上（这数目还在继续迅速增加中），其中绝大部分为有机化合物（碳化合物），后者又大部分是用人工方法，在实验室中综合成功的。关于物质最后是什么东西构成的问题，古希腊哲学家中，存在着一种争辩：一个学派，认为物资是可以无限分割的；另外一派，则认为物质将其细分下去，分到一种最后的大小，就不能再分。这种不能再分的东西，希腊哲学家把它叫作“原子”，这就是近代原子学说的先驱。不过主张此种事说的希腊人，并没有能拿出事实的根据，来证实这种学说，所以在当时此说始终限于哲学推想的阶段。到了一八○八年，英国化学家达尔顿，方始根据实验结束，创立近代的原子学说。我们今日所信奉的原子学说，基本还是以达尔顿学说为出发点。但是在这一个半世纪当中（尤其是在最近六十年内），关于原子的知识，有了惊人的进步。我们认识原子本身的构成，也是相当复杂的（由中子质子、电子等构成），而且在适当情形下，一种原子可以变为另外一种，因此，所谓原子不可分说便又站不住了。