总结在日常生活中，我们经常会接触到很多身体的变化。比如火焰燃烧的运动，流体不同运动状态的变化，水的三态变化等等，这些在物理学上叫做“”。

物质状态的变化也可以用相变来表示，在每一种结构中都会有一些独特的性质。在我们的日常生活中，存在三种常见的相，气体、固体和液体。

当物质变成气态时，无论物质是否具有容量，它都会膨胀和扩散；在固态下，物质具有固定的形状和容量，分子由于相互吸引只会在固定的位置移动；而在液体状态下，分子之间虽然有一定的距离，但仍有一定的吸引力，活性也在一定范围内。

物质形态

随着科学家对物理学研究的不断深入，除了我们熟悉的几种形态外，还有更多的物质形态结构出现。这些物质形态一般都超出了正常环境的范围。除非进行科学研究，否则普通人很难看到这些奇怪的物质。

例如“超流体”，这种物质的粘性值为零，物体可以连续流动，具有无穷大的电导率。

也就是近几年偶尔听到的“超导体”，这种电阻几乎为零的物质具有完美的导电性，被用在很多高科技的科学仪器上，比如在“这种材料就是用作核磁共振仪的重要核心部件”。

水是我们日常生活中非常常见的物质。水的三种形态相信大家都不陌生。地球上水最常见的状态是液态，液态水也是一种牛顿流体。无论对液态的水施加怎样的力，整个流体状态都可以继续流动。

霜是水的另一种表现形式，整个形成过程非常快，的物质形态直接从气态转变为固态。

另外，当水从固态变成冰的时候，这个变化过程中存在很多不确定因素，最终使得冰以各种形态出现。

根据目前的计算，冰的形态有十几种，冰的多样化主要以其自身的晶体结构来区分。在这些冰结构中，有一处尤为奇特的七号冰。据说这个冰体的出现，甚至可以将地球上所有的海洋都冻结住。这是真的吗？7号冰是什么？

要理解这一点，我们需要明白物质的形成需要一定的特殊条件，7号冰也不例外，只有在极端的环境条件下才能形成。

极端环境

一般来说，极端环境包括极端状态，如超高温、超高压、超磁场、超低温等。很难给出一个它的物理学的基本解释。

在极低的温度下，物质会更接近基态，热扰动造成的去相位干扰很小，此时会出现很多奇怪的量子效应.在强磁场的作用下，物质的运动会出现许多奇特的性质。

例如氦4，这种由玻色子组成的物质，在低温下变为基态，然后转变为玻色-爱因斯坦凝聚，这将是一种对于超流体的存在，粘度为零。

另外，在“手性磁效应”中，极端磁场下手性粒子的运动，高温的出现会使左右手性粒子在真空中出现不对称状态。在离子对撞机的重离子碰撞实验中，手性磁效应还可以产生夸克胶子等离子体。

另外，日常生活中其实也有一些极端的物质可以见到。比如钻石的形成，这种特殊结构的碳晶体需要高温高压才能形成。

当然，不管是超导体还是钻石，这些都是人类科技的最高水平，可以制造出极致的材料。与整个宇宙相比，人类目前所能制造的极端物质，也只能是微不足道。

冰巨星

在宇宙中，这种极端物质的形成可以说是轻而易举，在各个地方都无处不在。近年来，在宇宙中发现了多颗类地行星，其中一些被称为超级地球。

作为已知生物的需要，水是重要的存在，这些超级地球大多含有大量的水，但是否存在生命仍是未知数。

在某些物质的结晶中，甚至出现了远超地球上的特殊晶体。通常，这种特殊晶体的内部原子排列会以一种特殊的规则方式形成。

之所以有这种特殊的结构，往往离不开的极限压力。在这种极压下，原子间的连接方式完全改变，内圈的电子会参与进来，彻底改变物质原有的化学反应性质。

冰巨星是这类行星的代表天体。这是一颗主要由氧、碳、硫等物质组成的行星。在太阳系中，天王星和海王星就属于这类巨行星。

冰巨星的大气模型极其多变，例如极地涡旋、大尺度环流等，目前还没有模型能够很好地解释这些气候系统。

因为在这些天体中，行星本身就足够大，拥有更强的引力和磁场。再加上它的导热系数低，同时星球内部的压力高达数百吉帕，温度也非常极端。

在这种极端环境下，冰巨人的主要物质大部分都处于固态，如冰晶、甲烷晶体等，在某些特定情况下，甚至可能存在超临界液体。

冰7号

一般来说，液态水在宇宙中并不常见。有液态水的行星位于更靠近宜居带或在宜居带。

宇宙中更常见的水其实是。冰在宇宙中非常丰富。冰存在于一些已发现的彗星或小行星上，甚至在太阳系边缘的奥尔特云中。

上面说了ice有很多状态结构。

根据现有研究，冰分子在温度和压力的变化下可以呈现19种形态。比如当水慢慢冷却到-253度时，就会出现量子隧穿效应，相当神奇。

不过近年来的研究发现，还有一种极其特殊的冰晶，就是我们要称呼的7号冰“Ice7”。

冰7的发现并不是像大家想象的那样是从冰的研究中学到的，而是在钻石中。现在我们都知道，自然界中的钻石是在地球的超强压力下产生的一种稳定而坚固的碳原子晶体。

当钻石在地幔的高温高压环境中形成时，一些碳原子在结晶时会从过渡带周围包裹一些液态水。高温阻止水在高压下结晶，碳原子晶体形成低纯度钻石。

地质活动的变化将钻石抬升到地表，坚硬的晶体外壳仍处于高压状态，但温度下降，导致水冻结成冰7。

最初，科学家们想知道地幔中实际储存了多少水。虽然地壳下的地幔有着巨大的压力和炽热的岩石，但在地幔过渡带依然有大量的水。钻石中水的发现，不仅让科学家们对冰晶中水的结晶过程有了新的认识，未来还可能重新计算地球的含水量。

不同于其他普通的冰晶，冰7的水分子排列整齐或成排。冰7的形成十分严酷，它的形成环境不仅温度高，而且压力比大气压高一到十万倍。

初步了解冰7后，研究人员了解到，冰7首先形成分子团，然后以纳秒级的超高速在水中扩散，没有一个缓慢的潜热去除过程。

如数学模型所示，ice7的临界点在一定的压力阈值下会以每小时1610公里的速度快速向外延伸，并均匀成核。科学家说，如果地球上出现冰7，它可以在几个小时内冻结地球上所有的海洋，地球就会变成一个大冰球。

炽热的冰星

好在我们生活的地球并没有这么极端的环境。地球上冰7的形成也以地幔中钻石的形式间接出现。以目前的科技水平，人类无法制造出这种极其特殊的物质。

但是在海王星上其实并没有多少冰7之类的物质。海王星上的极端气候和行星相互作用很容易合成这样的物质，而水以一种特殊的方式存在于这类冰中巨大的。在天文学家的观测中，还有一类特殊的凌星行星，非常特殊。

天文学家在寻找地外行星时，发现了一个只有地球三分之二大小的外星世界。在观察这颗行星的过程中，意外发现了一个特殊的星系。银河系的恒星距离地球30光年，其主星是一颗红矮星。

星系位于狮子座，其主星名为Gliese436。仔细观察主星后，还发现周围环绕着许多类地岩石行星和气态行星

Gliese行星Gliese436b非常特别，大约有海王星那么大，其行星轨道是水星绕太阳公转的13倍。

因为它的行星离母星很近，格利泽463b的表面温度非常高。即使在数百度的高温下，由于星球内部本身存在着极强的压力，星球表面的水也会在这种奇异的热冰状态下变成冰7。

目前，科学家们对冰7的理化性质了解还不够，不可能在实验室合成这种物质，但或许能为未来的物理研究方向提供更多思路。

材料形态的多样性

材料形态的变化可谓是五花八门。在材料结构方面，材料形态的改变可以在很大程度上使原本普通的部件变得特殊。科学界也在不断寻求突破。在超导体的研发中，物质形态的改变尤为重要。

简单地从外在形式看物质本身，在现代物理学中越来越难，尤其是在量子物理学中。在物质的凝聚相上，有凝聚态物理。对这种物质形态的研究也穿插了材料学、化学、纳米技术等诸多相关学科等。这种特殊形式的物质是由一种波浪形式组成的。当温度接近绝对零时，材料的原子会在空间中表现出拖尾增强，直到原子接近重叠的波态。

对于我们普通人来说，这些顶尖物理学的研究似乎对我们没有直接的应用。但对于科学家来说，对这些物质形式的研究可以更好地创造超导体，从而导致更高效的电子元件。除了发展超导体，研究物质本身的形态，其实就是在分析我们生活的世界。

结束语

7号冰，一种看似不可能存在的物质，其实广泛存在于宇宙中，甚至在地球上.它的发现为我们提供了更多的视野，拓宽了我们平常的认知。

科学正是因为有了这种突破传统的力量，一切都会充满变化，世界才会不断进步。

在未来的研究发现中，可能会有更多令人惊奇的物质，每一个新发现都意味着新的可能。同时，这也将不断刷新人们科学素养中的固有认知，超越偏见。追根究底，记录并解答，这就是科学。