为什么很少有人能说清楚火是什么？最通俗的解释来了|原子核|火焰|燃烧|等离子体|负电

中国古代有五行之说，金木水火土。假如问你，这5个中有一个完全不同于另外4个，你会选哪一个呢？根据不同的标准可能有不同的答案，但是，如果就最本质的区别和物质存在的状态来看，那必定是一个常见却又很少有人知道它是什么的物质：火。

“火”为什么奇怪

首先，金、木、水、土都是看得见而且摸得着的东西。但是火只存在于人的视觉上，并不能摸着。而且火只能依附于其他物质而存在，你不可能凭空出现一团火焰而没有任何物质作为载体。举个例子，火柴的火因为有红磷，煤气灶会产生火因为有煤气等等。这跟物理上的另一个概念——“力”很相似，不能够脱离实际物体而存在。但是二者也不同，因为火是实际存在的物质。

“火”到底什么

科学家为此也疑惑了几百年，它不是固态、气态，更不是液态，它是自然界的第4种物质状态组成的——等离子态。但是这个结论得出已经是很晚的时间了，因为1879年英国物理学家Sir William Crookes才确定等离子态是第4种物质状态。火焰是物质燃烧产生的光和热，是能量的一种，必须有可燃物、达到燃点、氧化剂并存才能生火，三者缺任何一者就不能生火。

等离子体内部

当然，上面对于火更准确的解释是：火焰的主要成分是高温气体（中性气体分子），加上电离度远小于0.01的弱电离非平衡等离子体。固体或液体燃烧有火焰的都是先气化，不能气化的例如镁燃烧，是没有火焰的。火有重力吗?答案是有的，因为火在无重力太空舱中的形状是球状的，它的形状受到重力的影响。

初中化学中定义火是物质燃烧过程中产生的发热发光的现象，那么又做如何解释呢？那是因为初中化学是从宏观现象来解释火，而现代物理在进入研究微观领域之后更注重从微观粒子角度解释现象。从宏观定义的物质上来说，火是物质，因为从哲学的宏观定义上来说，物质的状态也是物质，物质和状态并不矛盾。

这里简单介绍一下等离子体。物质由分子构成，分子由原子构成，原子由带正电的原子核和围绕它的带负电的电子构成。当被加热到足够高的温度、受到短波长的电磁波激发、受到电子束的轰击或其他原因，外层电子得到能量，摆脱原子核的库仑力束缚成为自由电子。这时，物质就变成了由带正电的原子核和带负电的电子组成的、一团均匀的“浆糊”，因此人们戏称它为离子浆，这些离子浆中正负电荷总量相等，因此它是近似电中性的，所以就叫等离子体。

曲折的追寻真理之路

人类对火和燃烧现象的实践经验，至少也有50年前以上的历史。由于雷雨闪电或者是其他原因，人类学会利用火已经走上了文明之路，与动物区分开来。古代除了生活需要上利用火以外，与火打交道最密切的就是炼金术士。他们认为火是一切事物中最积极最活跃，最能动最容易变化的东西，整个世界都在烈火中永恒不息的变动着。由于认识水平和科学技术水平的限制，当时的人们不可能进一步探究出货的本质。

火与燃烧这一化学现象密不可分。1774年法国化学家拉瓦锡提出燃烧的氧学说，大约100年间，欧洲曾经流传着一种燃素说，而且居统治地位。达芬·奇注意到燃烧现象与空气的存在有必要的联系。1664年物理学家胡克认为火焰是引起化学作用的混合气体。但他仍然相信燃烧时有所谓的燃烧性“硫素”放出。英国著名化学家波义尔既反对把火看成是热、干两种原形的化身，也反对炼金术士把火看成是从物体中分离出来的神秘观念。他认为火是实实在在的，由具有重量的“火微粒”所构成的物质元素。