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当你想起原子的时候,它就是整个宇宙

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如果把我们人类的所有科学压缩成一句话,那应该就是——物质是由原子构成的;如果有一天人类遇到了大灾难,我们要用一句话把我们所有的科学信息传达给后代,那这句话也应该是——物质是由原子构成的。

原子在哪里?原子无处不在,在上边,在下边,在你的左右,也在你的身后,它存在于你肉眼所见的一切地方,它也构成了你所看见的、你平常所用的一切事物,它还构成了你,从某种意义上来说,它就是你。

它很小

原子构成了我们身边的一切事物,但是,我们从来都没有注意过它的存在,因为我们根本看不到它们,他们就像幽灵一样置身于我们的身边,而我们却毫无察觉。

它究竟有多小?现在拿出一根1mm的线,然后将这根线1000等分,每一小段有0.001mm,我们称之为1um(1微米),这其实已经很小了,但是这还早的很,这还只是草履虫的尺寸,一只草履虫的宽度大概就在2um左右。现在我们把其中的1um的线再拿出来,再分成1000等分,现在,我们得到的线的长度大概就是原子的尺度了。

原子有多小?大概1*10-8cm。如果你对数字不感冒,那就来个直观的对比。想象一下苹果和地球的比例,就可以想象得出原子相比于苹果有多小了。。。。

它很长寿

说起原子,起源于何时,这大概是一个世纪难题,似乎只能说它起源于宇宙大爆炸,然后就没有然后了。

而它能存在多久呢?似乎可以一直存在下去,永不灭亡。但是,这样一个看起来永生的东西似乎不符合宇宙规律,据有些科学家说,原子的寿命在1035年,也就是10后边35个0这么多年,想一想,我们大概是看不到原子寿终正寝的那一天了。

由于原子的寿命那么长,因此它可以任意的遨游,也许组成你的那10亿个原子中,有那么几个是来自爱因斯坦的,也许有那么几个是来自西门庆的,也许有那么几个可能来自遥远的某个星系,总之,它们随意的很。

当然,当你死亡之后,组成你的那些原子也没有那么忠贞不渝,它们又愉快的去组成别的什么东西了。总之,从本质上来说,你就是一堆原子按照一定的规则堆在了一起,但你又不单是一堆原子,而是一堆会思考的原子。

它很神秘

对于现代人来说,至少对于上过高中的人来说,原子似乎是一个很普通的概念,然而,我们真的了解原子吗?其实,未必。而对于过去的人来说,原子就显得更加的不可捉摸了。

无论是“原子”这个词,还是“原子”的概念,都是希腊人发明的,意思大概是不可分割的。“不可分割”大概就是希腊人对原子的全部理解了。而,真正给出原子的一些性质的是一个叫做道尔顿的业余物理学家。也许你不认识他,但是以他的名字命名了一种病,你一定听说过——道尔顿症,或者叫色盲。

道尔顿考虑了原子的大小和性质,给出氢是最氢的元素,原子量是1,他认为水由7份氧和1份氢组成,因此氧的原子量为7,通过这种办法,他可以得出很多元素的原子量,虽然结果都不对,但,至少方法是不错的。

在道尔顿提出他的理论许久之后,并没有引起足够的重视,关于原子的一切仍停留在假说阶段。直到1805年,爱因斯坦写出的那篇关于布朗运动的论文无可争议的证明了原子的存在,但是,即使是以爱因斯坦的影响力,也没有导致什么大的改变。

到了20世纪初,人们对于原子的理解仍然停留在葡萄干面包上——面包上的葡萄干就是电子。然而,当卢瑟福朝着一块金箔发射电离的氦原子的时候,有的粒子竟然被反射回来了。卢瑟福意识到,原子内部是空无一物的空间,只有当中有一个密度很大的核心。

现在,在人们的脑子里,原子已经不再是葡萄干面包了,而是行星绕着太阳转的样子。但是,问题立马就来了,按照传统的理论,电子会很快就消耗完所有的能量,盘旋着坠落到原子核上。这样,原子就自我毁灭了。然而,事实是,原子们没有选择这种自杀行为。

在与卢瑟福一起工作的人当中,有一个非常帅气的年轻人,他叫尼尔斯.玻尔。他在思索原子结构的时候,突然有了激动人心的想法。因此,他推迟了蜜月,写出了一篇激动人心的文章。

文章中指出,电子只能明确的在某些轨道上运行,不会冲向原子核,在一个轨道上的电子消失,会立即出现在另一个轨道上,不会经过两个轨道之间的任何位置,这称为“量子跃迁”。

现在,原子有了新的样子。原子核在中间,电子们在各自的轨道上规矩的围绕着原子核运行。

但是,原子这个神秘的家伙并没有这么简单。随着量子理论的发展,电子越来越不规矩的在特定轨道上跑了,它有时候像粒子,有时候像波。总之,电子像个幽灵一样不在原子的任何位置,而又无处不在了。电子摇身一变,成为了一种叫做“概率波”的神秘家伙。

电子仍然在原子核外飞速的跑着,只是不是以一个粒子的形式在跑,而是变成了概率云,原子的“外壳”也不是什么坚硬而光滑的外壳,而是电子云的最外层。

从此,宇宙变成了一个不确定的东西,什么都要看概率的脸色,爱因斯坦闷闷不乐的说:“上帝不玩骰子。”但是,上帝却是一个不折不扣的赌徒。

也许,在如此的微观世界里,我们人类永远都在探索,却很可能永远无法到达终点。原子的内部世界,大概真的只有上帝知道。

它很活泼

现在,让我们来想象一滴水,里边包含了无数个水分子,而水分子就是由2个氢原子和一个氧原子巧妙的”粘“在了一起。但是,水分子并不是什么安分的分子,由于原子很调皮,水分子也理所应当的不停的跳动着,这叫做“”热运动“”。

当温度升高的时候,水分子吸收了一部分热量,能量更多了,就跳动的更厉害了,直到有一些水分子跳动的太厉害了,离开了原来的团体,再也不会来了于是这个水分子就飞走了,这称之为“蒸发”

现在,为了不让这些调皮的分子肆无忌弹的跑出去,于是我们把水蒸气放到容器里,盖上一个盖子,防止它们跑出去。由于分子的运动是随机的,它们偶尔在运动的时候会撞击到盖子,这就是”压力“。由于每个分子撞到盖子的概率差不多,因此单位面积上撞击的分子数大致差不多,这就是“压强”。

当我们往里边再加入一些水分子,撞击盖子的水分子也就变多了,也就是压力变大了,当我们加热这些分子的时候,每个分子运动的更快了,撞击到盖子上的力度也更大了,因此压力也变大了。

以上所说的,都是物理反应。水还是水,没有变成金子。

现在,原子们又有了新的玩法。

在一个过程中,原子的组合发生了变化,例如,水是2个氢原子和1个氧原子粘在一起,现在,其中一个氢原子跑掉了,和别的原子粘在一起了,而剩下的一个氢和一个氧也和新的伙伴粘在了一起,这个过程叫做化学反应。

当木炭燃烧的时候,一个碳原子牢牢的抓住了一个氧原子,形成了”CO“,但是,C没有感到满足,又抓到了一个O,形成了CO2。这就是化学反应。

为了研究原子们是怎么重新排列的,于是诞生了一门学科,叫化学。化学家们费劲了毕生的心血,大概也就只是想搞清楚这些原子们是怎么做这个重新组合的游戏的。

它很蛋疼

小到一个小小的微生物,大到恒星、星系,凡是我们看得见的物质,都毫无例外的由原子构成。

它是如此的无所不在,它又是如此的虚无缥缈,关于原子,我们人类研究了几百年,也迷惑了几百年,但是,随着我们对原子了解的越来越多,不知道的内容也越来越多。

我们越是相信我们掌握了一些规律,越发现事实似乎又并不是那么回事。因此,一代一代的科学家都很蛋疼。每当我们认为我们接近真理了,上帝就会和我们开一个小小的玩笑。

关于原子,这个”不可分割“的东西究竟是什么,它的里边又是怎样的天地,需要我们人类一代一代的去探索,直到揭开它神秘的面纱。

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