الاستكشاف المادي: حالات المادة، ترتيب الجسيمات، وقوى التماسك

كل ما يحيط بنا في هذا الكون الفسيح ويشغل حيزاً من الفراغ وله كتلة يسمى «مادة». وتتكون المادة من وحدات بنائية متناهية الصغر تسمى «الجسيمات» لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة ولا حتى بالميكروسكوب الضوئي البسيط، وتتحرك هذه الجسيمات في حركة مستمرة. توجد المادة في ثلاث حالات رئيسة: الحالة الصلبة وتكون جسيماتها متقاربة جداً ومتراصة وتهتز في مواضعها ولها شكل وحجم ثابتان؛ والحالة السائلة وتكون جسيماتها أكثر حرية وتنزلق فوق بعضها ولها حجم ثابت وتأخذ شكل الإناء؛ والحالة الغازية وتكون جسيماتها متباعدة جداً وتتحرك بحرية تامة وسرعة عالية وليس لها شكل أو حجم ثابتان.