有人说一个原子放大一亿倍就是一个宇宙，我们就生活在其中吗？

与其说原子放大像一个宇宙，不如说像一个太阳系。毕竟大多数有此观点的人，都是因为觉得原子模型与太阳系模型极其相似。

认为原子放大就像一个太阳系，其实是因为你对原子模型认知还停留在60年前，或者是对初中课本中简化原子模型的印象太深刻了。

我们不妨来简单了解一下它们之间的异同之处，看看我们认知中的它们到底长的什么样子？

太阳系到底长什么样子？

1766年，德国的一位中学数学教师提丢斯(Johannes Titius)提出一个公式，能够准确的描述太阳系各行星的轨道距离，1772年柏林天文台台长彼得(Johann Bode)将之归纳并公布于众，被称为提丢斯-彼得法则。

公式为：L=0.4+0.3×2^n

L：为太阳系各行星到太阳的距离，以天文单位（A.U.）来计算。1A.U.=1.496x10^8千米，简单理解1个天文单位就是地球到太阳的距离。

n：取值-∞、0,、1、2、3、4、5、6……由内向外分别对应水星、金星、地球……只是3对应的是火星外的小行星带。

提丢斯-波得法则的验证结果：

行星 n L 真实距离

水星 -∞ 0.4 0.39 （2^-∞ =0）

金星 0 0.7 0.72 （2^0 =1）

地球 1 1.0 1.00

火星 2 1.6 1.52

小行星带3 2.8 2.77

木星 4 5.2 5.20

土星 5 10.0 9.54

天王星 6 19.6 19.18

海王星 7 38.8 30.06

冥王星 8(?) 77.2 39.44

可以说除了海王星和冥王星，提丢斯-彼得法则与实际的行星轨道距离还是吻合得很好的。

但就是由于1930年发现的冥王星与该公式偏差很大的缘故，还是有很多人对其持否定态度，但作为帮助我们简化记忆太阳系行星轨道距离还是很有用的。

提丢斯-波得法则揭示了一个规律，八大行星的间距从里向外几乎成倍增长。它们之间的距离变化类似数学上的斐波那契螺旋线。

那原子内的电子运行情况也是这样的吗？

原子内到底长什么样子？

自从德谟克利特提出“原子论”以后，这个我们曾经认为的宇宙物质最小单位，一直是自然哲学领域的人气小明星。

大量科学家对它投入了前仆后继的研究，随后原子模型经过了一个漫长的发展演变史。

1803年，道尔顿认为原子是一个实心的小球；

1897年，汤姆森发现了电子，认为原子是一个镶有葡萄干的蛋糕；

1909年-1913年，卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子内是空的，并发现了原子核，提出了行星模式的原子；

1913年，玻尔继承并发展了卢瑟福的原子模型，提出原子运行的能级概念；

1927年-1935年，随着量子力学的进一步发展，电子云模式的原子模型得以出现。

但由于量子力学过于复杂，在初中课本中，原子是以卢瑟福和玻尔的模型来介绍的。

这种介绍对于我们学好化学很方便、易记，但也潜意识中加深了我们对原子中电子运行轨迹的错误认知，认为它像行星一样公转。

这个过于简化的原子模型，看起来确实就像是行星环绕恒星一样。但实际上，电子完全以一种我们无法想象的方式在运动。

以上就是电子运行轨道的电子云图。红色的部分是电子出现的地方，黑色的部分是电子从未出现的地方。这和经典的轨道运行完全不一样，也是“不确定性原理”的必然结果。

电子不是在一个线性轨道上运动，而是在一个类似球面、锥面或其他曲面的内外运动，而不是在节面上运动哦，所以会有上面电子云图中明显的黑色区隔线。

每个电子在自己的能级层上，进行着量子态运动，表现为无处不在，就像一片云一样包裹着原子核，因此称为电子云。

这里补充一个知识点：电子是如何跳过节面，或者说不通过节面而出现在节面内外的，这是通过宏观经典物理规则所解释不通的。说得玄幻点，电子就像通过四维空间，在内外穿梭一样，不然它怎么能做到呢?

这种神龙见首不见尾到处乱窜的电子，还像宇宙中的行星吗？

而且现在大家都知道，原子核还可以分为质子和中子，质子和中子由更小的夸克组成。这也不太像我们的恒星太阳。

显然原子内遵循量子力学的运动方式，与太阳系遵循经典力学的运动方式完全不一样。

就算把原子放大1亿倍，还是太小了。

质子的质量大约1.7×10^-27kg，即便放大1亿倍，也才1.7×10^-19kg。以元素周期表里最后一个元素118号元素为例，它的相对原子量为294，放大1亿倍质量也才294×1.7×10^-19kg≈5×10^-17kg。

而要达到一颗恒星的最小质量至少是太阳的7%，即2×10^30kg×0.07=1.4×10^29kg。

也就是说至少是一个最重原子的2.8×10^53倍。

即便达到这个倍数，我们再来看最近电子到原子核的距离，放大后是多少？

以最小氢原子半径0.037nm为例，即0.037×10^-12km×2.8×10^53≈10^40km，而我们地球到太阳的距离为1.5x10^8km。

所以，我们如果生活在这么一个最小恒星系，同时又离恒星这么远的星球上，绝对活不了，而且早就飘走了。