自然界呈現在我們面前的是大千世界,我們看到的是一個紛亂的世界。認識的目的就是要通過某種物理機制,將各種不同的現象統一起來。從大的分類來看,自然界可以劃分為三大類即能量、物質和空間。此外,這三類都不是靜止的。於是,由變化還使人感到存在著第四個類別即時間。這實際上是關於變化的物化概念。
在宏觀的範圍內,上述分類是靜態和絕對的。我們看到的,主要是它們之間的相互區別與對立。比如,原子的衰變,使部分質量轉變為能量。於是,原本各自獨立的能量守恆定律和質量守恆定律顯現出了局限性,被質能守恆定律所取代。比如, 在高速情況下,物體的運動不再是自由的,其速度的提高受到了空間的限制。比如,各種不同的微觀粒子都具有波動性,說明存在著統一的物理背景,該背景影響著微觀粒子的存在狀態。
上述種種跡象表明,自然界是一個有機聯繫的整體。各種不同的物體,存在著內在的一致性,是可以相互聯繫、相互影響、相互作用和相互轉化的。那麼,連接自然界各種不同現象與事物的因素是什麼呢?即自然界共同的本質究竟是什麼?
由於人類只是自然界的一部分,其認識只具有局限性,是相對的認識,所以人類只能藉助於提出假說的方式來認識世界。根據假說所建立的物理機制,可以將各種不同的現象與事物,歸結為該物理機制在不同極限情況下的不同表現。根據普朗克常數,要求在自然界中存在著不可再分的最小粒子即量子。於是,量子運動能力的度量使能量是一個一個的,具有最小的結構單元。稍後,根據量子力學的原子模型,表明物質只是由更為基本的粒子高速運動所形成的封閉體系。於是,代表物質內涵的質量的定義是關於被封閉粒子運動能力的度量。
由此,我們看到了能量與物質的共同本質與區別了。兩者的本質是粒子的運動,兩者的區別則是粒子運動方式的不同。前者是開放的,後者是封閉的。至於作為物理背景的空間,在通常的情況下,我們是感受不到它的存在的。然而,在一些極端的情況下,卻又無法迴避空間的影響。
1965年美國科學家們發現,太空中存在著背景溫度,表明空間是有熱能的。這意味著在太空中,存在著的比已知的基本粒子更為細小的粒子,這些粒子處於無規運動的狀態。於是,結合普朗克常數h,結合微觀粒子的波動性,我們有理由相信,空間是由不可再分的最小粒子即量子構成的。由此,我們可以提出量子假說,認為自然界是由不可再分的最小粒子構成的。物質、能量和空間分別是量子的不同存在狀態,各種不同的物理現象都是由量子空間不對稱的碰撞所產生的。總之,運動只是物體感受空間效應的一種方式,時間則是關於物體變化的度量。