整个宇宙都是基本粒子组成吗（宇宙是由物质构成的）

物质是构成宇宙的东西，但物质是由什么构成的？这个问题对于那些思考它的人来说一直是个棘手的问题，尤其是对于物理学家来说。

我和我的同事杰弗里·埃申（Jeffrey Eischen）描述了一种新的思考物质的方法，反映了物理学的最新趋势。我们认为，物质不是像人们长期认为的那样由粒子或波构成，而是——更根本的——物质是由能量碎片构成的。

古希腊人设想了五种物质的组成部分——自下而上：土、水、空气、火和以太。以太是一种充满天空的物质，它解释了恒星的自转，从地球的有利位置观察到了这一点。

这些是建立世界的最基本的要素。近2000年来，他们对物理元素的概念并没有发生显著变化。

然后，大约300年前，艾萨克牛顿爵士提出了一个观点，即所有物质都存在于称为粒子的点上。一百五十年后，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（jamesclark-Maxwell）引入了电磁波——一种潜在的、通常是看不见的磁、电和光的形式。

粒子是力学的基石，波是电磁的基石，而公众则把粒子和波看作是物质的两个组成部分。粒子和波一起成为各种物质的组成部分。

这比古希腊人的五行学说有了很大的改进，但仍然存在缺陷。在一系列著名的实验中，被称为双缝实验，光有时像粒子，有时像波。虽然波和粒子的理论和数学可以让科学家对宇宙做出难以置信的精确预测，但这些规则在最大和最小的尺度上都会被打破。

爱因斯坦在他的广义相对论中提出了一种补救措施。使用当时可用的数学工具，爱因斯坦能够更好地解释某些物理现象，并解决了长期以来与惯性和引力有关的悖论。

但是他没有改进粒子或波，而是在提议时空扭曲时消除了它们。

通过使用更新的数学工具，我和我的同事展示了一种可以准确描述宇宙的新理论。我们认为可能存在比粒子和波更根本的构造块，而不是将理论基于空间和时间的扭曲。

科学家们理解，粒子和波是存在的对立面：粒子是物质的源头，它存在于单个点上，而波除了存在于产生它们的点之外，还存在于各处。

我和我的同事认为在它们之间建立潜在的联系是合乎逻辑的。

我们的理论始于一个新的基本概念——能量总是“流”经时空区域。

认为能量是由充满空间和时间的区域的线组成的，它流入和流出该区域，没有开始，没有结束，从不相互交叉。

从流动能量线宇宙的想法出发，我们寻找了流动能量的单个构造块。如果我们能够找到并定义这样的事物，我们希望我们可以使用它来以最大和最小的尺度准确地做出有关宇宙的预测。

在数学上有很多构建基块可供选择，但是我们寻求一种既具有粒子又具有波特征的结构块——像粒子一样集中，但也像波一样在空间和时间上扩展。

答案是一个看起来像能量集中的构造块，有点像恒星，它的能量在中心处最高，而离中心越远越小。

令我们惊讶的是，我们发现描述流动的能量集中度的方法非常有限。其中，我们发现只有一种符合我们对流动的数学定义。

我们将其命名为能量的一部分。对于数学和物理学爱好者，其定义为A =-⍺/ r，其中⍺是强度，r是距离函数。

我们使用能量的碎片作为物质的基础，然后构造了解决物理问题所需的数学。最后一步是对其进行测试。

一百多年前，爱因斯坦转向物理学中的两个传奇性问题来验证广义相对论：水星轨道上的逐年微小变化（或进动），以及光通过太阳时的微小弯曲。

这些问题是尺寸谱的两个极端。物质的波动论和粒子论都无法解决它们，但是广义相对论却能解决。

广义相对论使空间和时间发生扭曲，从而导致水星的轨迹发生移动，而光的弯曲量恰好是天文观测所看到的。

如果我们的新理论有机会用可能更基本的碎片代替粒子和波浪，那么我们也必须能够用我们的理论解决这些问题。

对于水星的进动问题，我们将太阳建模为巨大的固定能量碎片，并将水星建模为较小但仍然巨大的缓慢移动的能量碎片。对于光弯曲问题，以相同的方式对太阳进行建模，但是将光子建模为以光速移动的微小能量碎片。

在这两个问题中，我们计算了运动碎片的轨迹，并得到了与广义相对论所预测的相同的答案。我们被惊呆了。

我们的初步工作证明了新的构建块如何能够准确地建模从巨大到微小的物体。在粒子和波分解的地方，能量构造块的碎片保持牢固。

碎片可能是一个单一的潜在的通用构建块，从中可以对现实进行数学建模，并更新人们对宇宙构建块的思考方式。