原子是空心的

上一期我們聊到了真實(shí)的原子世界，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)原子其實(shí)是空空如也的，

如果把原子的大小比作足球場(chǎng)，

那原子核和電子的大小，就和一只螞蟻的個(gè)頭兒差不多大，

而且原子和原子核其實(shí)不像很多人想的那樣：有個(gè)外殼罩著。實(shí)際上，什么都沒有，質(zhì)子和中子是依靠強(qiáng)力捆綁在一起的，而電子是飄在原子核外面的，你無(wú)法預(yù)知電子在哪里，甚至連它自己都不知道自己下一刻會(huì)去哪里，如果有可能采訪一下電子，它的心聲一定是：

話說(shuō)回來(lái)，電子和原子核都那么小，原子有沒有外殼，原子還是空心的，所以當(dāng)兩個(gè)原子相互靠近時(shí)，不就會(huì)互相滲透了，或者穿過對(duì)方？那為什么我們坐在椅子上沒有掉下去？為什么我們很好地站在地面上？

如果有上帝的話？

關(guān)于這個(gè)問題，我們得先從上古神話聊起。在中國(guó)的古老傳說(shuō)中，宇宙起源于混沌，后來(lái)有了伏羲，然后女媧補(bǔ)了個(gè)，天造了個(gè)人。

其實(shí)西方也有類似的傳說(shuō)，一開始也混沌，后來(lái)上帝造了個(gè)人。

當(dāng)然，我這里不是要講神學(xué)，而是在我們目前科學(xué)的主流觀點(diǎn)中，認(rèn)為宇宙創(chuàng)生于一個(gè)奇點(diǎn)，經(jīng)歷了大爆炸后，變成了一鍋熱騰騰的粒子粥，是不是很像神話里描述的混沌？

后來(lái)呢？粒子慢慢地形成了萬(wàn)物，是不是也有點(diǎn)像女媧造人，上帝造人！

但是！但是！神話不會(huì)告訴你，女媧和上帝靠什么原理造人，只說(shuō)了造人。

但科學(xué)家不是省油的燈，這種敷衍地說(shuō)法，他們無(wú)法接受。所以經(jīng)歷了上千年的努力，人類終于發(fā)現(xiàn)：在這個(gè)世界中存在著四種作用。因?yàn)橛辛怂鼈兊拇嬖冢f(wàn)物才能成為萬(wàn)物。

這四種作用分別是：引力，電磁力，強(qiáng)力，弱力。

四種作用

那這四種力到底是咋回事？

我們來(lái)簡(jiǎn)單解釋一下，因?yàn)橛辛藦?qiáng)力，質(zhì)子和中子被捆綁在了一個(gè)很小的范圍內(nèi)，要知道質(zhì)子可是帶正電的，有的原子核里有很多質(zhì)子，同性相斥，所以這是要相互排斥的。

但是強(qiáng)力是四種作用力中最強(qiáng)的，秒殺質(zhì)子間的電磁力，強(qiáng)行把它們綁了起來(lái)。

不過，強(qiáng)力的作用距離很多，超過一定的距離就沒有用了。

不過正是有了強(qiáng)力，才有了原子核。

而強(qiáng)力是靠膠子（一種基本粒子）傳遞的。

其實(shí)，強(qiáng)力還不是最短的，弱力比強(qiáng)力還要短。

雖然叫做弱力。但它的也不是最弱，在四種作用力中，它排行老三，比引力還是要的大的。

弱力保證原子核不要太大，

弱力是靠希格斯粒子(W+、W-、Z0)傳遞的。

在四種作用力當(dāng)中，引力是最弱的，卻是作用距離最長(zhǎng)的。不過我們平時(shí)感覺好像引力還挺大的，太陽(yáng)都能靠著引力拖動(dòng)地球。這是因?yàn)橐话闾祗w都超級(jí)大，所以讓人感覺引力特別大。

萬(wàn)有引力保證了物質(zhì)能夠形成星球，以及天體的運(yùn)動(dòng)。

至于它是什么粒子來(lái)傳遞？

有人假設(shè)了“引力子”，但沒人找到這玩意。不過不是主流觀點(diǎn)，更為主流的觀點(diǎn)來(lái)自于相對(duì)論。愛因斯坦認(rèn)為，根本不存在引力，引力的現(xiàn)象是由時(shí)空的扭曲造成的。

所以，今天的科普就到這里。

開個(gè)玩笑...剛才說(shuō)到，

正是有了強(qiáng)力，才有了原子核；

弱力保證了原子核不要太大；

萬(wàn)有引力保證物質(zhì)能夠形成星球，以及天體的運(yùn)動(dòng)。

所以，我們沒說(shuō)的是物質(zhì)和原子，這其實(shí)都來(lái)自于電磁力。

原子核的問題解決了，那原子是咋來(lái)的呢？

這就得靠電磁力，這包括了電力、磁力和光本身。那電磁力是咋個(gè)原理呢？

其實(shí)大家都懂，那就是同性相斥，異性相吸。

帶負(fù)電的電子被帶正電的原子核吸引著，不會(huì)跑太遠(yuǎn)，這才形成原子。

電磁力的存在，確保原子的形成。而原子構(gòu)成了物質(zhì)。

原子雖然空空如也，但沒有發(fā)生相互滲透，這是因?yàn)橛须娮雍碗娮又g的作用，相互排斥。也就是說(shuō)，我們常說(shuō)支持力的本質(zhì)是電磁力。彈力的本質(zhì)也是電磁力。摩擦力的本質(zhì)還是電磁力。

所以，在日常生活中，只要不是引力，基本都是電磁力。因?yàn)槲覀兓静粫?huì)和強(qiáng)力弱力打交道。

那電磁力是咋傳遞的呢？很多人回答的是磁場(chǎng)。

這個(gè)回答沒有問題，可以說(shuō)是回答得特別宏觀。那更加本質(zhì)的是什么呢？實(shí)際上，和強(qiáng)力，弱力一樣，電磁力也是通過粒子來(lái)傳遞的，這個(gè)粒子就是光子。

也就是說(shuō)，不管是異性相吸還是同性相斥，實(shí)際上只是在傳遞光子而已。

正是通過光子實(shí)現(xiàn)的電磁力，構(gòu)成了萬(wàn)物。

科學(xué)家認(rèn)為如果掌握了四種作用力的本質(zhì)，把它們統(tǒng)一起來(lái)，人類就可以成為上帝一樣的存在。而統(tǒng)一理論是每個(gè)物理學(xué)家的夢(mèng)想，這個(gè)夢(mèng)，牛頓做過。

愛因斯坦做過，后半生都在忙會(huì)這個(gè)。

霍金也做過...但都沒有成功。

不過...

有個(gè)叫楊振寧的，他和一個(gè)叫米爾斯的同事一起搞出了：楊·米爾斯場(chǎng)

這個(gè)理論把強(qiáng)力、弱力、電磁力都統(tǒng)一起來(lái)。也就是說(shuō)，距離大一統(tǒng)理論，我們還差一個(gè)引力。

一些科學(xué)家認(rèn)為，M理論或許實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想。

不過...或許...我們?nèi)祟愑肋h(yuǎn)都不法實(shí)現(xiàn)。

誰(shuí)知道呢？