虽然人类使用火的确切时间很难考证，但毫无疑问，火是人类最伟大的发现，因为现代社会几乎是建立在火的基础上的，无论是做饭还是烧水，还是交通工具，甚至天上的飞机和探索外太空的火箭，都离不开火，所以人类文明史就是一部用火的不同方式的历史！现代科学告诉我们物质有三种状态：固态、液态和气态，但问题是火和它发出的光是什么状态？

物质的组成和形态

三态物质的形态与元素的性质有关。在足够低的温度下，大部分物质的粒子之间的运动减少，由原子组成的物质的分子之间的距离减小，这样它们就会是固体，这就是简单的冻结。当然固体是不存在的，分子间作用力很强，是固体！当温度逐渐升高，粒子运动增加，距离增大，那么就会出现液态。当然，温度继续升高，分子运动非常剧烈，距离大大增加，物质的状态变成气态。

当然，各种物质都不能这么简单概括。比如水沸腾时需要断开氢键，而溴沸腾时只断开范德瓦尔斯力，分子中的共价键不受影响，但用它来举例是没问题的。

等离子态当温度持续升高时，电子获得的能量会辐射出电磁波，这就是物体在高温下发光的原因。当再次加热时，电子会离解成等离子体，这种等离子体被称为超气体。克鲁克斯在1879年发现了等离子体，单词& quot等离子& quot于1928年首次被兰格里尔采用。

当然，物质的极端形态除了物质的第四等离子态之外，还包括第五玻色-爱因斯坦凝聚态和第六费米子凝聚态，因为它们离火焰太远了。下面简单介绍下两种物质状态。

玻色-爱因斯坦凝聚体：在极低温度下由处于同一基态的玻色子形成的物质超流态。1995年，Wolfgang Keightley、Eric Connell和Carl Weiman利用气态铷原子首次在170nK的低温下获得玻色-爱因斯坦凝聚体。在这种状态下，几乎所有的原子都聚集在最低能量的量子态，形成宏观量子态。

费米子凝聚体不同于玻色子，它可以处于相同的基态。费米子是不相容的，所以不能形成玻色-爱因斯坦凝聚。然而，在2004年，上述三位科学家利用库珀对的机制将费米子结合起来，形成了一个& quot费米子& quot具有与玻色子相似的性质。这些费米子在温度达到极限时可以慢慢占据最低能量状态。

当然也有说中子态的，但实际上中子态已经超越了物质态，因为中子这种没有质子的元素不能定义为任何物质，它的密度和原子核一样高，所以这种形态在地球上不存在而是到处存在(原子核是，但原子核里有质子，或者核反应堆里有自由中子，但会衰变)

火到底是什么形态？光又是什么态？

而更多的其他区域是可燃物和助燃剂形成的一个化学反应区域，但是这个区域是动态的，因为可以称为火焰的化学反应会释放大量的能量，所以这个区域的气体流场比较复杂。比如地球上的火焰看起来大致向上(局部流场会比较复杂，如果燃烧面积大)，因为热空气上升，周围的冷空气自然会过来补充，形成一个连续的化学反应流场。

但在失重状态下，这种自然对流过程会被破坏，因为热空气上升的概念将不复存在，所以火焰会呈球形，燃烧反应产生的废气会粘在周围，这样火焰在没有氧化剂的情况下就会熄灭。

NASA空间燃烧实验FLEX1

当然，加入电离增强物质的火焰后，等离子态的比例会大大增加，所以可以直接高速穿过磁场，等离子体的离子和电子会分别偏转到磁场中对应的正负电极，直接从等离子体中获得电流。这是航天飞机MHD发电机。这种结构的发电机没有运动部件，效率极高，但缺点是磁铁和正负电极需要在极高的温度下工作，这是一个技术问题。

所以你把火焰定义成等离子态不是问题，因为它确实有等离子态。也可以定义为化学反应的动态流场，因为大部分火焰都是这样的，怎么定义都不是问题，只要你理解后喜欢！

光的状态是什么？大部分只是原子核外电子受激辐射发出的，所以根据电磁辐射的传播，光不是物质形态，而是能量传递的一种形式。地球获得的辐射能是通过& quot光& quot因为广义的光包括了整个电磁波谱！但从另一种意义上来说，理解光子属于玻色子更有意思，玻色子理论上可以在极低的温度下形成玻色-爱因斯坦凝聚体，比如接近绝对零度。1995年，三位科学家利用气态铷原子在极端条件下成功制造了它们。

当然，这是相当困难的，玻色-爱因斯坦凝聚体是非常不稳定的，因为这种状态在外界会产生非常小的效应，足以把它们加热到临界温度以上。所以对于光子来说更难的玻色-爱因斯坦凝聚体，只能从理论上推测。如果真的定义了，那就是超流体，也就是超流体光！

然而，在2016年，新南威尔士大学和澳大利亚国立大学的研究团队使用了一种优秀的方法，通过使用人工智能来控制极其恶劣的温度，并控制原子逃逸的激光束。也许在不久的将来，我们真的可以实现光的超流态，让它流动起来。