原子究竟有多??？

　　很小很小的時候

　　我們就知道

　　我們生活中的各種物質

　　包括我們自己

　　都是由原子、分子和離子構成的

　　原子非常非常的小

　　小到我們的肉眼根本無法分辨

　　一根頭發絲的直徑

　　差不多相當于50萬個碳原子排在一起

　　?

　　如果一個原子能有彈珠一般的大小

　　那么你的拳頭就和地球差不多大

　　?

　　這樣的類比也許依然不是很直觀？

　　沒關系！我們再舉一個例子

　　現在看看你的小拇指

　　假設你的小拇指指尖

　　和你現在所處的的房間一樣大

　　然后我們將這個房間填滿大米

　　?

　　在這之中

　　每一粒米的大小

　　就相當于你指尖一個細胞

　　這個時候我們再做一次假設

　　把每一粒大米

　　也就是每一個細胞再想象成一個房間

　　然后再往里面灌滿大米

　　?

　　現在大米的尺寸

　　就和細胞內的蛋白質相當了

　　這還不算完！

　　我們還要用沙子填滿其中的空隙

　　這個時候沙子的大小

　　就代表了指尖內的一個原子

　　?

　　不要著急

　　對著下面這張圖好好捋一捋

　　閉上眼睛仔細想想剛剛這個過程

　　體會中間每一步的縮放

　　你才會真真切切地感受到原子的渺小

　　?

　　即便原子已經很小很小

　　但它仍然不是組成世界的最基本單元

　　原子本身也具有內部結構

　　它是由質子、中子和電子組成的

　　?

　　質子和中子組成了原子核

　　質子帶一個單位的正電荷

　　中子不帶電

　　他們之間靠強相互作用結合在一起

　　強相互作用是四大基本相互作用之一

　　?

　　質子和中子還可以繼續分解

　　人們認為它們由更小的夸克構成

　　夸克究竟小到什么程度

　　科學家們現在也不得而知

　　?

　　在現有的理論下

　　夸克和電子都是不可再分的

　　它們都是最基本的粒子

　　因而可以被看做是“一個點”

　　?

　　相比于原子核依靠強相互作用

　　牢牢束縛在一起

　　核外電子則顯得自由得多

　　在經典模型中

　　電子在原子核外做高速運動

　　速度可達2200km/s

　　這樣的速度繞地球一周只需18秒

　　?

　　原子并不是一個致密的結構

　　原子核和核外電子之間有很大的空隙

　　事實上在一個原子中

　　99.999999999999%的空間都是真空

　　?

　　如果把構成帝國大廈的原子中

　　所有的真空都去掉

　　那么帝國大廈將會變成米粒一般大小

　　?

　　如果把構成整個人類的原子中

　　所有的真空都去掉

　　那么人類用一個湯匙就能裝下

　　?

　　以上的兩個例子

　　并不是單純的腦洞大開

　　宇宙中的中子星正是這樣的存在

　　它只有中子組成

　　密度大到驚人

　　一個直徑只有幾公里的中子星

　　質量便可以達到太陽的好幾倍

　　?

　　然而所謂的真空其實“不空”

　　真空中也無時無刻不存在著量子漲落

　　產生一些粒子和能量

　　并且短時間內迅速消失

　　它對宇宙大尺度結構的起源非常重要

　　?

　　前面我們說了

　　電子圍繞原子核做高速運動

　　更準確地說

　　電子以電子云的形式存在于原子核周圍

　　?

　　電子以一定的概率隨機出現

　　但不同位置的概率并不相同

　　圖中所示的這些區域內

　　電子出現的概率高達95%

　　因而被稱作原子軌道

　　?

　　但是95%并不是100%

　　盡管電子被電磁力束縛在原子核周圍

　　但是從概率上講

　　電子有可能出現在原子軌道外

　　距離原子核很遠很遠的位置

　　甚至在宇宙的另一端

　　聽上去是不是非常神奇？

　　正是這些神奇的東西

　　構成了宇宙間的萬事萬物

　　?

　　然而這還不是全部

　　除了質子中子夸克電子

　　宇宙中還有大量其它的基本粒子

　　科學家們把它們都統一在

　　標準模型的框架內?

　　不過標準模型也并非完美

　　仍然有很多超越標準模型的現象

　　例如暗物質、暗能量等

　　等待著科學家們去探究

　　或許其中就隱藏著宇宙的終極奧義吧