原子内部几乎全是虚空,为什么人类的肉体看起来很实在?
在化学中原子确实是进行化学反应时不可再分的最小基本为例,但是在物理学中,原子并不是最小的粒子,原子是可以再分割的,它是由原子核以及围绕原子核运动的电子组成的。
不过就算是这样,原子对于我们来说也足够小了,它的直径大约只有10的负10次方米,可是在原子内部几乎都是虚空的,那么为什么由原子组成的物体,包括人类在内,看起来却十分的实在呢?
微观领域的相关研究一直是十分重要的,甚至可以说从人类发明显微镜开始,我们就迈入了一个全新的领域和世界,相关的研究直接影响了我们对宇宙的认知和理解。
原子由原子核和电子组成,电池在围绕着原子核进行不规则的无规律运动,一个原子由原子核和一些电子组成,除此之外,绝大部分都是虚空的,而这一个个原子组成了我们这个复杂多变的宇宙,包括我们的人体,为什么绝大部分都是虚空的原子,可以组成现实客观存在的物体呢?
其实这个问题在一开始也困扰这个科学家,让科学家感到十分的疑惑。
最初科学家认为原子应该是实心的,就像是一个个玻璃小球一样,毕竟这些基本的原子组成了我们这个复杂多变的宇宙。在我们的客观认知中组成物质的最小基本单位应该是真实存在的,但是随着研究的深入,我们逐渐发现现实并不是如此,甚至和我们的想象有很大的差距。
根据实验,人们逐渐发现,原子并不是和我们想象的一样,是一个个的实心小球,于是科学家认为,原子的结构可能和一个恒星系一样,电子就像是行星一样,围绕着原子核这个“恒星”运动。
并且科学家还认为电子在不断的围绕原子核运动的过程中,会向外散发电磁波以及各种辐射,最终会陨落到原子核上,这种观点比起认为原子是一个实心小球,已经完善了很多,但是这种观点也并不是完全正确的,因为科学家发现原子结构十分稳定,电子不可能坠落到原子核之上。
随着量子力学的出现,科学家开始认为电子有不同的轨道,它会在不同的轨道之上进行跃迁,并且在这个过程中向外释放能量,可是这个理论模型仍然没有办法解释,原子的内部是空虚的,组成的物体却是真实存在的这个问题。
直到人类量子力学发展的越来越完善,我们对于微观世界的认知发生了一个翻天覆地的变化,因为在微观的量子世界中,这些微观粒子运动的规律和我们常识中完全不一样,甚至可以说完全就是颠覆性的。
直到今天,量子力学都是距离大众最远,最让人费解的物理理论,甚至在绝大部分人的认知中,量子力学都被打上了不靠谱的标签,可是量子力学的不靠谱才是我们世界的本质,这就是最让人疑惑的地方。
比如说在量子力学中我们无法确切的知道那些微观粒子的确切位置和状态,如果我们不进行观测的话,甚至可以认为一个微观粒子能以两种状态同时存在。
比如说著名的波力二象性又或者是大名鼎鼎的量子纠缠,都在告诉我们微观世界和我们认知的现实完全不一样,我们所认识的现实完全来自于无数微观的堆砌,虚空并不是虚空,就像是宇宙中也不是完全的真空一样,量子力学在我们看不见的角落,影响着整个宇宙的发展。
就拿原子核周围的电子为例,这些电子出现在原子核附近的位置几率是随机的,不过有些地方的概率大一点,有些地方的概率小一点,而这电子在原子核周围运动的轨迹就形成了一个密集的云团,也就是我们常说的电子云。
就算只有一个电子围绕着原子核运动,这个电子也可以形成一个密集的电子云,因为电子运动的规律是无法预测的,甚至一个电子可以同时出现在两个地方,这在我们现实世界中是完全不可能出现的,但是在微观世界中却又真实上演了。
不过这种微观层面的变化,并不应该让我们感到害怕,因为微观对于现实的影响是实实在在的,但是对于我们的日常生活并没有什么改变,微观的不确定组合在一起反而变成了稳定的现实,我们感觉到微观世界中的一些物理规律,会让人十分疑惑,很有可能只不过是因为我们观察的尺度不一样罢了。
在不同的角度下看到的宇宙也是不同的,我们观察微观粒子,就像我们从大尺度去观察星系结构一样,从宏观角度观察银河系,会发现银河系中的天体十分密集,但是从地球的角度去观察又会发现银河系其实十分空旷。
当然还有一个很重要的原因就是,我们的身体之所以会给人的感觉十分实在而不是空虚的,最大的原因其实和宇宙中的四大基本力有关,这些基本力的存在让我们对周围的物体有了一定的感知,并且这些组成物体的电子也会产生一定的电磁力,我们在出没的时候会感觉到一种排斥感,这也就给了我们一种实在的感觉。
微观的量子领域确实让人感觉十分的疑惑,但是我们的理论其实也不够完善,量子力学还存在很多没有办法完美解释的地方,随着我们理论的发展,这些问题或许可以被更好的解释。
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