物质组成了宇宙，但是是什么组成了物质呢？长期以来，对物理学家来说，这个问题一直很棘手。现在，研究人员研究出了一种描述物质的新方法，这反映了物理学最近的发展趋势。他们提出，物质不是由粒子或波组成的，而是由能量碎片组成的。

古希腊人设想了物质的五种组成部分，即土、水、空气、火和以太。以太是一种物质，它充满了整个空间，解释了星星的运转。这些是构造世界的最基本的元素。在近2000年的时间里，他们对物理元素的概念没有发生显著的变化。

然后，大约在300年前，艾萨克·牛顿爵士提出了所有物质都是由粒子构成的观点。150年后，詹姆斯克拉克麦克斯韦引入了电磁波。粒子是力学的组成部分，而波是电磁学的组成部分，最终确定了粒子和波是构成物质的两个种成分。

与古希腊的五行理论相比，这是一个巨大的进步，但仍有缺陷。在一系列著名的实验中，即众所周知的双缝实验中，光有时像粒子，有时又像波。虽然波和粒子的理论让科学家们对宇宙做出了难以置信的准确预测，但这些规则在最大和最小的尺度上都被打破了。

爱因斯坦在他的广义相对论中提出了一个补救办法。利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，也解决了一个长期存在的关于惯性和引力的悖论。但他并没有改进粒子或波，而是在提出时空扭曲理论时消除了它们。

利用较新的数学工具，研究人员展示了一个可以准确描述宇宙的新理论。该理论认为可能存在一种比粒子和波更基本的构造块。科学家们明白粒子和波是存在的对立面，粒子是存在于一个点，而波存在于任何地方。但研究人员研究发现，粒子和波之间存在潜在的联系。

能量的流动和碎片

我们的理论以一个新的基本观点开始，能量总是在空间和时间区域中“流动”。可以把能量想象成充满空间和时间区域的线条，它们流入和流出那个区域，没有起点，没有终点，也没有交叉。

从流动的能量线宇宙的想法出发，我们为流动的能量寻找一个单一的构造单元。如果我们能够找到并定义这样一个东西，我们希望能够用它来精确地预测宇宙的最大和最小尺度。

在数学上有许多构造模块可供选择，研究人员寻求一种兼具粒子和波的特征。答案是一种看起来像能量集中的构造块（有点像恒星），这种构造块在中心的能量最高，离中心越远，能量就越小。

令人非常惊讶的是，他们发现只有有限的几种方法来描述流动的能量。研究人员称之为能量碎片。利用能量碎片作为物质的组成部分，研究人员构建了解决物理问题所必需的数学。最后一步是测试它。

回到爱因斯坦

100多年前，爱因斯坦曾用物理学中的两个传奇问题来验证广义相对论，即水星轨道上极其微小的年移（或岁差），以及光线经过太阳时的微小弯曲。

无论是波理论还是粒子理论都无法解决这些问题，但广义相对论却解决了。根据广义相对论，超大质量的天体扭曲了空间和时间，导致水星的轨迹发生位移。而通过相对论计算出的光的弯曲程度，与天文观测中看到的精确程度相当。

如果新理论有机会用更基本的碎片取代粒子和波，那么新的理论也必须解决相对论可以解决的问题。

对于水星的岁差问题，研究人员将太阳建模为一个巨大的静止能量碎片，而将水星建模为一个较小但缓慢移动的能量碎片。对于光的弯曲问题，太阳被以同样的方式建模，但光子被建模为以光速运动的极小的能量碎片。在这两个问题中，我们计算了运动碎片的轨迹，得到了与广义相对论预测的相同的答案。

他们的工作证明了一种新的基本构造块（能量碎片）是如何精确地建模任意规模的物质，从恒星到光子。这个碎片可能是一个单一的潜在的通用的构建块，它可以对现实进行数学建模，并打破人们对宇宙构建块的思考方式。