물질은 더 이상 나눌 수 없는 원자로 이루어져 있다는 생각은 수천 년 전으로 거슬러 올라간다. 이 생각은 나타났다가 사라졌다가 다시 나타나기를 반복하였다. 실제 보이지 않아서 항상 논쟁을 일으켰다. 음속의 단위로도 유명한 물리학자 에른스트 마하는 원자는 '생각 속에나 있는 것'에 불과하다고 말했다. 하지만 마하처럼 생각한 과학자는 몇 명이었고, 1890년대 후반에는 대부분의 화학자가 수소, 헬륨, 탄소 등 모든 원소는 각각 고유한 원자로 구성되어 있다고 생각하였다. 그리고 다음에 어떻게 발전할지 아무도 알 수 없었다. 물리학자들은 이미 알 수 있는 것은 거의 다 알아냈다고 생각했다. 전기, 빛, 자력은 모두 간단한 방정식으로 표현할 수 있었다. 이제 좀 더 흥미진진한 연구를 하고 싶었다. 물론 태양에 관..

세상이 무엇으로 이루어져 있는지 이해하는 것은 겉으로 보기에는 다소 난해한 탐구처럼 보일 수 있다. 하지만 이 탐구는 실제로 가장 큰 결과를 가져온 것으로 느껴진다. 플라스틱, 비료, 자동차, 컴퓨터, 인터넷, 유전공학, 휴대전화, GPS 등은 모두, 적어도 부분적으로는 이 질문에 답하기 위한 시도에서 비롯된 것이다. 이 모든 물질의 중심에는 고체, 액체, 기체 등 모든 물질이 궁극적으로 무수히 많은 작은 입자들로 구성되어 있다는 인식이 자리 잡고 있다. 원자라고 불리는 더 작은 단위로 구성된 분자가 화학 결합으로 결합하여 단순 화합물 또는 복합 화합물을 형성하거나 단독 원자 자체로 구성된다. 원자와 분자 사이의 상호작용은 화학의 모든 기초를 형성한다. 하지만, 과학자들은 역설적으로 물질(matter) ..

물질(Matter)은 ‘공간을 차지하는 질량을 가진 어떤 것’으로 정의하며, 우리 주변에서 언제나 찾을 수 있다. 고체와 액체는 기체보다 더 명확한 물질이다. 우리는 그것이 어떤 공간을 차지하는 것을 쉽게 알 수 있고, 그것의 무게는 그것이 질량을 가진다는 것을 의미한다. 당연히 기체도 물질이다. 기체가 공간을 차지하지 않으면 풍선이 기체로 채워질 때 팽창하지 않을 것이다. 고체, 액체, 기체는 지구에서 흔히 발견되는 물질의 세 가지 상태이다(그림). 고체는 단단하고 명확한 모양을 가지고 있다. 액체는 흐르는 물질이며, 중력이 작용할 때 평평하거나 약간 휘어진 표면을 가진다는 점을 제외하면, 용기의 모양과 같다. (무중력 상태에서 액체는 구형이다) 액체 시료와 고체 시료 모두 압력과 거의 무관하게 부피를..