原子内部几乎全是虚空，为什么原子组成的物体却很实在？

原子内部有多空呢？我们可以来看看氢原子，众所周知，氢原子的原子核就是一个质子，它拥有一个电子。

已知的测量数据显示，一个处于基态的氢原子，其半径约为0.53 x 10^(-10)米，而质子的半径约为0.84 x 10^（-15）米，至于电子的半径，虽然目前还没有确定的数值，但可以确认的是，电子半径的数量级不会大于10^(-16)米。

光看这些数据不太直观，我们不妨将其等比例地放大一下。假设把一个氢原子的原子核放大到一个足球那么大，那么这个氢原子的半径有多大呢？答案就是大约7公里，而电子的尺寸，则不会大于一颗普通的玻璃弹珠。

氢原子是这样，其他元素的原子也差不多（无非就是多了一些小小的质子、中子和电子罢了），所以从这方面来看，原子内部几乎全是虚空，那么问题就来了，既然如此，为什么原子组成的物体却很实在呢？其实这可以通过量子力学来进行解释。

通常情况下，我们都会将电子想象成围绕着原子核运行的小球，它们有着自己特定的运行轨道，就像是行星围绕着恒星运行一样。

但量子力学告诉我们实际情况并非如此，根据该理论的描述，电子是以一种“概率波”的形式弥散在原子核外的空间里，这被形象地称为“电子云”，在这里，你不能说某个电子具体在哪儿，你只能说它在某个区域出现的概率更高。

所以当我们谈论一个原子的“边界”或“表面”时，我们谈论的其实就是弥漫在其原子核外的电子云。实际上，正是这种电子云之间的相互作用，让我们感受到了原子组成的物体是很实在的，这主要涉及三种物理机制。

首先就是电磁斥力，这很好理解，因为电子都是带负电的，所以当两个原子的电子云相互靠近的时候就会相互排斥，并且随着距离的不断缩小，这种电磁斥力的强度也会指数级地提升。

第二种机制则来自量子力学中的不确定性原理，我们可以将其简单地理解为，微观粒子的位置和动量不可能同时确定，并且两者之间存在着确定的互斥关系，也就是说，对于一个特定的粒子来讲，它的位置越确定，其动量就越不确定，反之亦然。

所以当你试图让两个原子靠得更近时，你实际上是在把它们的电子云压进一个更小的空间，这就意味着，你正在让这些电子的位置变得更确定，而根据不确定性原理，它们的动量就会变得更加不确定。

在这样的情况下，电子就会变得越来越“躁动”且不可预测，进而表现出一种向外膨胀的斥力，进而阻止了彼此之间进一步靠近。

除此之外，还有一种机制来自于量子力学中的泡利不相容原理，我们可以将其简单地理解为，对于同种类型的“费米子”而言，它们不愿意其他的小伙伴与自己占据相同的量子态。

而“费米子”，其实就是构成物质的粒子，电子当然是其中的一员，所以当两个原子接近到一定程度的时候，它们的电子云就会因为泡利不相容原理产生一种抵抗压缩的强大斥力，这就是所谓的“电子简并压”。

所以你看，这些物理机制所产生的斥力，就像是一道又一道的屏障，有力地阻止了原子真正地撞在一起。实际上，我们认为的“物体很实在”，其实就是我们的感官系统对其在宏观层面上的解读。

简单来说就是，我们的皮肤之下大量分布着一种被称为“机械感受器”的神经末梢，它们对压力产生的形变非常敏感，当我们触摸某个物体时，物体表面原子之间的斥力会直接作用在我们的皮肤组织上，使皮肤发生微小的形变，从而触发了“机械感受器”。

在此之后，“机械感受器”就会将它们感受到的信息转化为电信号，这些信号通过神经传递到脊髓，并最终传入大脑，

大脑对这些信号进行解读后，就形成了我们的触觉体验，根据不同信号的差异，我们就能够区分物体的硬度、温度、光滑度、粗糙度等等特性。