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原子內(nèi)部幾乎全是虛空,為什么原子組成的人類肉體摸起來(lái)很實(shí)在?

 衆(zhòng)妙之門 2025-12-06
01

在化學(xué)中,“原子”是一種元素可以保持自己化學(xué)狀態(tài)的最小單位,也是化學(xué)變化中的最小粒子,各種各樣的分子是由原子構(gòu)成的,還有不少物質(zhì)是由原子直接組成的。

但是在原子內(nèi)部,幾乎有99%以上的空間是不存在其他物質(zhì)的虛空,為什么由原子組成的各種物體,包括人類的身體在內(nèi),看起來(lái)和摸起來(lái)卻這么實(shí)在呢?

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其實(shí)自從人類文明誕生開(kāi)始,關(guān)于所有物體都是由更小單位組成的概念,已經(jīng)流傳很久了。

佛教中的“一花一世界,一葉一菩提?!?,就很好的詮釋了這種哲學(xué)思維。

山外有山人外有人,這句話用來(lái)描述我們的宇宙很合適,在宇宙中總有更大的星系結(jié)構(gòu),以人類現(xiàn)在的科技,想要探索整個(gè)宇宙是很困難的。

但我們可以探索微觀的宇宙結(jié)構(gòu),去研究最小的物質(zhì)構(gòu)成,在化學(xué)中原子是最小的單位,但在物理學(xué)中,原子并不是最小的單位,它是由一個(gè)致密的原子核,再加上核外運(yùn)動(dòng)的電子組成。

原子核基本是質(zhì)子、中子組成,在量子力學(xué)中,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)模型我們可以知道,質(zhì)子和中子是由“夸克”這種基本粒子組成的。

物理學(xué)中的基本粒子,才是人類認(rèn)知中的最小單位,也是組成一切可見(jiàn)物質(zhì)的基礎(chǔ)。

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在希臘語(yǔ)中“原子”的含義,就是不可分的意思,也就是最小的單位,在傳統(tǒng)認(rèn)知中,原子本身是無(wú)比堅(jiān)硬的,但是隨著科學(xué)的逐步發(fā)展,量子力學(xué)誕生之后,基本粒子和量子的概念出現(xiàn),人類對(duì)于微觀世界的認(rèn)知就又一次被刷新了。

02

原子是由一個(gè)致密的原子核,還有核外電子組成,這些電子圍繞著原子核運(yùn)動(dòng),就像是宇宙中的恒星系一樣。

這種微觀世界和宏觀世界的驚人巧合,讓人十分的驚嘆!

就像是地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)一樣,電子也在圍繞著原子核運(yùn)動(dòng),不過(guò)這種運(yùn)動(dòng)是不規(guī)律且無(wú)法預(yù)測(cè)的。

微觀也不可能和宏觀完全相似,但微觀世界的原子和星系這么相似,還是讓人很驚嘆。

并且對(duì)于原子來(lái)說(shuō),原子核很小,圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子也很小,原子中大部分空間都是虛空,不存在任何物質(zhì),既然原子內(nèi)部這么空,為什么原子組成的物體,這么堅(jiān)實(shí)呢?

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原子核占據(jù)了整個(gè)原子總質(zhì)量的99%,但它的體積只有原子的幾千億分之一。

雖然這個(gè)比例很懸殊,但因?yàn)橛须娮拥拇嬖?,電子在不同的個(gè)軌道上高速運(yùn)動(dòng),并且在這個(gè)過(guò)程中向外釋放電磁波和各種輻射。

電子的軌道很難預(yù)測(cè),形成了一個(gè)密集的“電子云”,再加上原子內(nèi)部受到了基本力的影響,就算原子內(nèi)部大部分空間是虛無(wú)的,通過(guò)電子的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了虛空并不空。

在量子力學(xué)中,存在很多違背常識(shí)的現(xiàn)象,比如說(shuō)在量子力學(xué)中,不存在所謂的絕對(duì)真空,通過(guò)不確定性原理可以得知,我們的宇宙在任何一個(gè)角落都存在著不可預(yù)測(cè)的量子漲落。

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再加上波粒二象性的存在,我們其實(shí)是無(wú)法得知電子狀態(tài)的,電子的軌道隨機(jī),出現(xiàn)在任何一個(gè)位置概率都是隨機(jī)的,通過(guò)波粒二象性我們可以得知,電子的實(shí)際狀態(tài)是無(wú)法預(yù)測(cè)的。

一個(gè)電子可以同時(shí)出現(xiàn)在不同的軌道上,只要沒(méi)有觀測(cè)者的存在,我們就無(wú)法確定電子的實(shí)際位置,甚至一個(gè)電子就能組成密集的電子云,因此原子內(nèi)部的空間看似大部分都是虛空,但電子又無(wú)處不在。

再加上基本力的存在,除了中微子還有中子,其他任何物質(zhì)都無(wú)法穿透電子云進(jìn)入原子內(nèi),原子核和電子還會(huì)產(chǎn)生靜電力相互作用,這些力形成了一個(gè)外殼。

所以原子內(nèi)部也只是在理論上大部分是虛空,其實(shí)原子內(nèi)部和我們想不一樣。

03

人類對(duì)于宇宙的認(rèn)知,其實(shí)是很片面的,用在地球上的嘗試去描述宇宙,總是會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題。

不論是微觀世界還是宏觀宇宙,都有很多違背我們常識(shí)的現(xiàn)象,原子內(nèi)部看似是“虛空”,但因?yàn)殡姶帕蛷?qiáng)相互作用力的存在,再加上一些量子力學(xué)的現(xiàn)象,所謂的虛空并不空。

對(duì)于人類來(lái)說(shuō),組成物質(zhì)宇宙的基本粒子實(shí)在是太小了,更別提宇宙中還存在不輻射光也不反射光的暗物質(zhì),人類對(duì)于暗物質(zhì)的性質(zhì)可以說(shuō)是一無(wú)所知,或許未來(lái)對(duì)于暗物質(zhì)的研究,可以再次顛覆我們對(duì)基本粒子的認(rèn)知。

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