物質
物質 (ぶっしつ, matter) とは物体を構成し、空間を占有する性質のある存在のことである。元素（原子）から構成される固体、液体あるいは気体の状態をとる存在を指す。※固体は物体を液体あるいは気体は流体を構成する。
物質はあくまで宇宙を構成する諸存在のうちの1つである。物質と対置される存在は「非物質」と呼ばれ、空間、時間、情報を始めとして、多数存在する。（それらについては本項ではこれ以上の説明は行わない。詳細は「存在」の項を参照のこと。）
日常観念
物質は変化、現象、出来事などと区別されることが多い。変化は物質に生じる1つの出来事、現象でありうるが、変化自体は物質ではない。ある現象やある出来事も、そこに物質が関与していることはあるが、それ自体としては物質ではない。物質はそうした現象や出来事が起こる場や対象のような位置を占めている。日本語ではこの区別は、物と事の区別、「モノ」と「コト」の区別として、日常的に用いられている。
この様に、観念的には物質の概念と存在概念と分離することは難しい。この様な観念論は、デカルトの「われ思う、ゆえにわれあり」という観念論より派生しており、「物体を認識することが、すなわち存在である」と概念付けられる為に他ならない。存在と結び付けられた物質は、その性質（物性）以外にも哲学的な属性（記事 存在を参照のこと）が付加される。そして、物質に着目、執着する姿勢は「物質主義」と呼ばれる。また、そのような姿勢の持ち主は「物質主義者」と呼ばれる。
すなわち物質と対比されることのある概念として、心（精神、意識）、情報、エネルギー、空間などがある。
自然科学
物質の基本的性質である物性を研究する自然科学の分野が物理学と化学である。ドルトンの原子説およびアボガドロの分子説の提唱以来、物質は分子や原子が集まって構成されていることが分かってきた。さらに原子は電子、陽子、中性子という亜原子粒子から構成されることが分かり、中間子やニュートリノなど日常手に触れられないような亜原子粒子も物質とされるようになった。還元論的に物質の構成要素を分解していくとき、素粒子はそれ以上分割できない粒子であり物質を構成する最小の要素である。現在の物理学では、標準模型という素粒子モデルが多くの自然現象を説明することに成功している。
物質は質量と体積により人に認識されてきたが、ラボアジェによる質量保存則の確立以来、質量が物質を特徴づける本質的な量と考えられるようになった。素粒子も質量をもつゆえに物質と考えられることになる。光や熱などのエネルギーは質量を持たず、物質とは別のものと考えられていたが、アインシュタインの相対性理論により質量とエネルギーは等価であることが分かり、光子も物質と考え得るようになった。現在では質量保存則は質量エネルギーも含めたエネルギー保存則に統一されている。
物質は置かれた条件により種々の相転移を起こす。特に分子や原子が集まって構成された通常の物質は物質の三態（固体・液体・気体）と呼ばれる3つの状態をとる。次にこれらの状態変化を挙げる。
- 固体から液体への変化 融解 - 物性値：融点、凝固点
- 固体から気体への変化 昇華・気化
- 液体から固体への変化 凝固・固化
- 液体から気体への変化 蒸発・気化 - 物性値：沸点
- 気体から固体への変化 凝固・昇華
- 気体から液体への変化 凝縮・液化・凝結・結露
物理学と化学
物理学(Physics)と化学(Chemistry)の境界は明確ではないが、化学変化による現象を研究するのが化学であり、それ以外の物質的現象を研究するのが物理学であるとも定義できるだろう。現代的自然科学の観点では、化学変化とは原子間の結合組み替えが起きる変化である。それに対して原子間の結合組み替えは起きない分子同士の位置変化のみによる変化が物理変化である。典型的な物理変化には、物体の変形、融解や蒸発などの状態変化がある。物理変化を引き起こす要因には力と熱があり、それぞれ力学と熱力学の対象である。多くの場合、化学変化は物理変化よりも大きなエネルギーを必要とする。化学変化は化学反応とも呼ばれる。
19世紀末に発見された放射能のような原子核反応、さらにその後発見された多数の素粒子相互の変換は化学変化よりも大きなエネルギーを必要とし、古典的な物理変化とは別の現象だが、これらの現象の研究は物理学として分類されている。
個別の物質の状態変化や熱力学の研究のような、物理学と化学との境界領域の学問分野を物理化学(Physical chemistry /Chemical physics)と呼ぶ。
物理変化と化学変化の例
次に化学変化の例を挙げる。
単に複数の物質を混合した場合は物理変化と見なされる。特に粒子同士の混合や懸濁液の調製、またはその逆の分離、は明確に物理変化と見なされる。だが分子レベルの混合の場合には化学変化を伴う場合もあり、化学変化とも物理変化とも断定しにくい場合もある。
次の例は典型的な物理変化である。古代以前から、これらの変化では材質が変化しないと認識されていたと考えられる。
- 物体の変形、破壊、切断、接合、組み立て
- 目に見える混合 固体粒子と液体、固体粒子同士
次の例は、物の性質の一部が変化するが現在では物理変化と認識されているものである。
物質観の歴史
この世に存在する物質の性質とその変化は、古代ギリシャ哲学の命題の1つとして探求され、元素論として結実した。元素論の考えによれば、物質は元素の性質から派生するものであり、物質の違いとは性質の違いに他ならない。中世の錬金術も物質の成り立ちの探求よりは性質の変化にその探求の目が向けられていた。ドルトン以降の物質の分子説に基づく近代化学においても、学問の目的として物質の種類の変化、すなわち性質の変化を指標として探求された。それゆえ、物質の種類の変化を化学変化と今日でも呼び表す。化学変化は定義により化学反応を伴っているので化学変化することを意味する化合するという語は化学反応と同義である。
物理学は17世紀までは物体の運動を扱う力学を中心としたものであった。17世紀後半になるとフーリエの熱の研究を初めとして、物の性質の根源が物理学の研究対象となり18世紀から19世紀の物理学は物の性質である物性の探求が一大目標であった。それゆえ、物性変化は物理変化とも呼ばれる。このように研究の歴史的変遷により、今日の物質の性質を研究する学問は化学と物理学の双方で扱われ、特に物性について取り扱う研究分野としては無機化学、物理化学、固体物理学が挙げられる。
物質の種類
物質が単一の主たる成分（化学物質）で構成される場合は「純物質」、複数の主成分から構成される場合は「混合物」と呼ばれる。なお、純物質の微量副成分は不純物と呼ばれ、不純物と混合物とは存在比の程度の差であり、その境界は曖昧である。
物質の成分が同一であっても化学構造の違いにより異なる化学物質となる。
構成する原子の核種が異なるものを「同位体」と呼ぶ。同位体は化学的性質は同一で物性もほとんど同一である為、同位体は化学物質の違いとしては通常は区別しない。放射線に関する物性など特定の用途に用いる場合はどの同位体であるかを区別する。
物質は通常、巨視的には電荷を帯びていない。化学変化により永続的な電荷をもつ原子・分子を「イオン」と呼ぶ。イオンは正と負とでイオン対を形成し、見かけ上は電荷を帯びていない状態で安定化している（高温化において原子核と分子との結合が乖離した状態が「プラズマ」）
物質の基本法則
物質の誕生
物質は、ビッグバンにより始まったエネルギーの形態分化の枝の1つを成している。
ビッグバン仮説によれば、ビッグバンにより始まったエネルギーは、やがて素粒子を生み出し、素粒子が結合して原子となる。宇宙初期には水素やヘリウムといった最も軽い元素が作られたと考えられている。これらの軽元素からなる雲は重力の影響により原始星を通じて恒星となる。より重い鉄や珪素、我々の体を構成する炭素や窒素などの元素は恒星内部での核融合反応で生成し、超新星爆発により恒星間空間にばらまかれた。また、鉄より重い元素は超新星爆発時に生成したと考えられている。
物質の消滅
物理学では、現存する物質とある種対称的な性質を持つ物質を反物質と呼ぶ。物質は反物質と衝突すると対消滅を起こし、通念の "物質" としては消滅し、質量がエネルギーとなって何らかの形で放出される。（比較的身近な例では「ポジトロン断層法」、「陽電子」の項が参照可能）
哲学
緒論
哲学では、世界が物質だけからなる、全ての物事は物質的作用として理解できる、などと考える立場を唯物論と呼ぶ。これとしばしば対比されるのが、物質に還元できない何かが世界を構成しており、物事に関与しているとする考え方でしばしば二元論と呼ばれる。物質や物質的な物事が何か幻か仮りそめの存在の類であるとする考え方もあり、これは観念論と呼ばれる。
物質と観念
観念が物質の一種であるとされたり、物質と観念の区別がつけられない、とする考え方は稀である。例えば、大脳生理学などを通じて人間がりんごの赤さや甘さをどのように感じ取るのか、その物質的な過程についての細かな解明を進めることはできるだろうと多くの人が考える。だが、赤さや甘さの感触自体は脳内の物質ではなく、その変化でもないために、何故、ある特定の物質や現象が赤さや甘さの感受という経験に結びついているのかについてはわからないままに留まる。より一般的には、人間は身体を持っており、物質的な存在だが、意識の持つ主観的な側面（現象的意識）については物質や物質の変化の一種として捉えられないのではないか、という漠然とした疑問がある。（「現象的意識」「クオリア」の項を参照）。
哲学における関連用語、概念
哲学の参考文献
- 参考文献の例
その他 物質全般にかかわる参考文献
- Lillian Hoddeson, Michael Riordan (1997). The Rise of the Standard Model. Cambridge University Press. ISBN 0521578167
- Timothy Paul Smith (2004). “The search for quarks in ordinary matter”. Hidden Worlds. Princeton University Press. p. 1. ISBN 0691057737
- Harald Fritzsch (2005). Elementary Particles: Building blocks of matter. World Scientific. p. 1. ISBN 9812561412
- Bertrand Russell (1992). “The philosophy of matter”. A Critical Exposition of the Philosophy of Leibniz (Reprint of 1937 2nd ed.). Routledge. p. 88. ISBN 041508296X
関連項目
外部リンク
- Matter （英語） - Encyclopedia of Earth「物質」の項目。