⑴ 物質的基本結構是什麼
人們在傳統上一直遵循著科學的還原論來揭示自然中的質朴有序：把復雜的系統分解成較為簡單的部分，再分別對這些部分加以研究。一切物質都是由少數基本單位(即最初的「原子」）組成的，這種觀念起源於古希臘。但是，只是在20世紀，技術才有了足夠的進展，使我們能夠詳細地研究、了解原子的作用。這方面最早的發現之一，主要是盧瑟福勛爵在20世紀初作出的。這個發現就是，原子根本就不是基本的粒子，而是由其內部的構件合成的結構。原子質量大部分集中於小小的原子核，原子核只有1厘米的一萬分之一大小。核的周圍包圍著由較輕的粒子（即電子）構成的雲，電子雲延伸的距離達1厘米的一千萬分之一。因此，一個原子的絕大部分是一無所有的空間，加上量子因素排除了電子具有精確的軌道的可能性，原子便讓人覺得像是一種非物質的模糊的實體了。
電磁力使電子離不開原子核，原子核帶有正電荷，原子核的周圍是電場，電場使帶負電荷的電子逃脫不了。很久以前人們就發現，原子核本身也是復合體，是由兩種粒子組成的，一種粒子是質子，帶正電荷，另一種粒子是中子，既不帶正電荷，也不帶負電荷。質子和中子的質量分別都是電子質量的1800倍。
物理學家們一旦發現了原子的基本構造，就能夠將量子論應用於原子，從而揭示出一種驚人的和諧。電子的波的性質通過電子存在於其中的某種固定的「定態」或「能級」中並將它自己表現出來。假如能量以光子的形式（小批的光能）被吸收或被發射，就會發生能級之間的躍遷。因此，能級的存在是以光能的形式顯示出來的，而光能的情況可以從光的頻率（顏色）推斷出來。分析一下原子所吸收或發射的光，就會發現一種光譜，光譜是由一系列譜線或不連續的頻率組成的。最簡單的原子是氫原子，是由一個質子（原子核）和一個電子組成的。氫原子的能級可用一個簡單的公式1n2--1m2乘以一個固定的能量單位表示。式中的n和m是整數1，2，3...這種緊湊簡潔的算術式使人想起音樂的音調，比如吉他或管風琴上的泛音，這些音也可以用簡單的數字關系來表示。這並不是偶然的巧合。一個原子的能級的排列是與量子波振動相對應的，正如一部分樂器的頻率是與聲音的振動相對應一樣。
假如在氫原子中使電子束縛於質子的力在數學上不是簡單的，那麼，原子的和諧就不會如此完美。
⑵ 初二物理什麼叫物質結構
據所學的知識可知，物理的基本任務是：探索物質世界的組成、物質的相互作用和物質的運動規律；故答案為：物質的相互作用；物質的運動規律；
⑶ 物質的基本結構到底由什麼構成的
物理學的一系列成功的，無疑代表了以還原論理論為其基礎的現代物理學思想的一個勝利。物理學家們試圖把物質還原為最終的構件——輕子、誇克、信使粒子——從而得以瞥見那基本的定律。而正是那基本的定律控制著形成物質的結構和行為的力量，從而能夠解釋宇宙的很多基本特點。
盡管如此，以這種方式追尋某種已被感覺到的終極真理是遠遠不夠的。例如，我們不能用誇克來理解意識、活的細胞，甚至也不能根據誇克理解諸如龍卷風之類的無生命的系統，否則一定會鬧出笑話的。
到目前為止，本章所用的語言在很大程度上並沒有傳達出物理學家心目中的物質結構的概念。當一個物理學家說，質子是由誇克「組成的」時，他的本意並非如此。比如，我們說一個動物是由細胞組成的，或一個圖書館是由書組成的時候，我們的意思是說我們可以拿來一個細胞或一本書，或從那較大的系統那裡隨便拿來什麼東西，進行孤立的研究。但誇克卻不是這樣。就我們所知，不可能真地拆開質子拿出誇克來。
然而，拆開原子現在已成了家常便飯；原子核敲開較難，但在高能的沖擊下也會分裂。這或許意味著用高速粒子轟擊質子或中子，將會把質子或中子粉碎為誇克。然而，實際情況卻不是這么回事。一個極小的高速電子會穿過質子的內部，將其中的一個誇克猛烈地彈開，從而使我們確信質子內部的什麼地方確有誇克。但是，若打擊質子的不是小小的電子，而是一個大錘，即另一個質子，那麼，我們就不會在質子的碎片中看見誇克，而只能看見更多的強子(質子、介子等等）。換言之，誇克從不孤立地出現。大自然似乎只准許誇克以集體的面目出現，出現的時候總是2個2個或3個3個地在一起。
因此，當物理學家說質子是由誇克組成的時，他的意思並不是說這些神秘的誇克可以單獨地顯現出來。他只是指一個描述層面，這一層面比質子層面更基本。管轄誇克的數學法則要比管轄質子的更質朴，更基本。從某種意義上說，質子是合成的，不是基本的；但質子由誇克的合成與圖書館由圖書的合成不是一碼事。
如果將量子因素納入考慮之中時，理解物質的基本結構便更為困難。這是因為，沒有哪種亞原子粒子（不管是誇克還是什麼別的基本粒子）是貨真價實的粒子。實際上，亞原子粒子可能連「東西」都算不上。這就使我們又一次認識到，所謂物質是某某粒子的集合這種描述，實際上必須被看作是由數學所確定的描述層次。物理學家對物質結構的精確描述只能通過抽象的高等數學來進行，而人們只有認識到這一背景，才能明白還原論所說的「由……組成」的真正含義。
海森堡的測不準原理的一個方面，很好地說明了量子因素給研究「什麼是由什麼組成的」這一課題帶來的困難。但這次的二象性，不是波粒之間的二象性，也不是運動與位置的二象性，而是能量與時間之間的二像性。能量與時間這兩個概念處於一種神秘莫測的對立關系之中：你知道了一個就不知道另一個。因而，哪怕在一個很短的時間內觀察一個系統，其能量也有可能發生巨大的起伏。在日常的世界裡，能量總是守恆的，是能量守恆的經典物理學的柱石。但在量子微觀世界裡，能量可能以自發的、不可預測的方式不知從哪裡冒出來或消失在哪裡。
當考慮到愛因斯坦著名的E=mc2的公式時，量子能量的起伏就變成了復雜的結構。愛因斯坦的公式說的是，能量和質量是相等的，或者能量能夠創造物質。這里，我們想討論一下，在沒有外部能量輸入的情況下，物質粒子如何能從量子能量的起伏中被創造出來。海森堡的原理頗像個能量庫。能量可以短期借用，只要迅速歸還就行。借用期越短，可借用的量就越大。
從量子的角度來看，一個電子不僅僅是一個電子。變換能量的花樣在其周圍閃爍著，不知什麼時候突然促成了光子、質子、介子甚至其他電子的出現。總之，亞原子世界的一切都附著在電子上，像是電子穿上了看不見摸不著的、轉瞬即逝轉瞬又來的一件大衣，或者說，像是幽靈一樣的群蜂嗡嗡地圍著中間的蜂巢飛翔，構成了蜂巢的覆蓋物。當兩個電子相互靠近時，它們的覆蓋物也糾纏在一起，於是，相互作用就發生了。所謂的覆蓋物，只不過是將先前被看作是力場的東西加以量子的表達罷了。
我們永遠也不能將電子跟其所帶有的幽靈粒子分離開來。當有人問「什麼是電子」時，我們不能說電子就是那個小粒子；我們必須說電子是不可分離的一整串東西，包括跟它在一起的產生力的幽靈粒子。說到具有內部結構的強子，就更加模糊難辨了。一個質子不知為何總是帶著誇克，而誇克又是由膠子連在一起的。這里也有一種怪圈：力由粒子產生，而被產生的力又產生力……
而對光子這樣的粒子來說，這種怪圈意味著光子可以展現出很多不同的面孔。通過借入能量，它可以暫時變成一個正負電子對，或一個正反質子對。已有人進行了實驗，試圖看到光子是如何變成正負電子對或正反質子對的。但是，人們又一次發現，要想從這種錯綜復雜的變化中分離出來「純」光子是不可能的。
就大多數不穩定而且壽命又極短的粒子來說，已難以說清哪些是「實在的」，哪些是「幽靈」。有一種ψ粒子，在11021秒內就衰變了；而由海森堡原理造成的正負電子對，其壽命也跟ψ粒子差不多。誰能說前者是實在的，後者只是個幽靈呢？
一位叫傑弗里·邱的美國物理學家曾把亞原子世界中的這種閃爍不停的變幻比作一個民主政體。我們不可能抓住一個粒子，說它就是某某實體。我們必須把每一個粒子看成是在一個沒有終結的怪圈中由所有的其他粒子組成的。沒有哪一個粒子比其他任何粒子更基本。
我們將會看到，物質的本性在其量子論方面具有強烈的整體論的味道：物質的不同層面的描述是相互連鎖的，一切東西都是由另外的一切東西組成的，然而一切東西同時又顯示出結構的等級次序。物理學家們就是在這無所不包的整體性中追尋物質的終極分成，追尋終極的、統一的力。
1916年，當愛因斯坦提出廣義相對論時就曾預言，具有大質量物體作加速運動時，可能要產生引力波。當時許多科學家對引力波是否存在表示懷疑。直到物理學家皮拉尼·邦迪等人從理論上證明了引力波的存在，以及有可能被探測到，這才引起了人們研究引力波的興趣。
盡管對引力波的檢測至今還沒有直接證明，但是，科學家們並不懷疑引力波的存在，都在想方設法，使引力波的面目大白於天下。