Madde Nedir?
Uzay ve zamanı kaplayan şey; cisimleri oluşturan her şey; enerjinin yoğunlaşmış biçimi. Gerçekte madde ile uzay arasındaki sınırı belirlemek kolay değildir. Örneğin hava bir maddedir. Ancak içinde değişik gaz molekülleri bulunduğu ve bu moleküllerin hava dediğimiz şeyi bütünüyle oluşturmayıp aralarında boşluklar da bulunduğu dikkate alınırsa, havanın bütünüyle madde olmadığı söylenebilir. Ya da bir atom çekirdeğinde bile "boşluklar" bulunduğu düşünülürse, maddenin makro ölçekte doldurduğu gözüken uzayı, mikro ölçekte doldurmadığı söylenebilir. Ancak pratik bakımdan, maddenin eylemsizliği (bunun nicel ölçüsü kütledir) olan ve benzerlerine çekim kuvvetleri etki eden cisimleri oluşturduğunu söylemek yeterlidir. Görelilik kuramının bir sonucu olarak da madde, enerjinin özel bir biçimi olarak düşünülür. Maddenin üç fiziksel hâli vardır: Katı, sıvı ve gaz. Plazma da maddenin dördüncü hâli sayılmaktadır. İdeal bir katı, kendisine uygulanan kuvvetler ortadan kalktığında eski biçimine dönmeye çalışır. Katılar ya kristal yapılıdır ya da amorftur, yani belirli bir biçimi yoktur. Çoğu ısıtılınca ergir ve sıvı hâle geçer. Sıvılar ve gazlar ise birer akışkandır. Sıvılar çok az, gazlar ise iyice sıkıştırılabilirler. Moleküler ölçekte, madde moleküllerarası çekim kuvvetleri ile moleküllerin bu düzeni bozma yönündeki ısıl hareketleri arasındaki bir denge durumudur. Çekim kuvvetleri üstün geldiğinde, moleküller bir katı kristal örgüsünün sabit noktalarında titreşim hareketi yapar. Daha yüksek sıcaklıklarda moleküllerin gelişigüzel ısıl hareketi ağır basar ve şekilsiz bir gaz yapısı ortaya çıkar. Sıvıların moleküllerarası kısa dönemli düzeni ise katı ve gaz hâli arasında yer alan bir ara durumdur. Katı, sıvı ve gaz hâli, maddenin fiziksel değişimine örnektir. Madde kimyasal ve nükleer değişime de uğrayabilir ve bütün bu değişimlerde farklı enerjiler söz konusudur. Örneğin 1 gram suyu buharlaştırmak için 2.000 joule'luk enerji gerekir. Oysa 1 gram suyu oksijen ve hidrojene ayırmak için 16.000 joule, 1 gram helyumu da hidrojene dönüştürmek için 6.000.000.000.000 joule gerekir.
