原子中的空間
正如我們在前面提到的,原子的大部分是由空間構成的。這會使大家想到這樣一個問題:爲什�泵釣��泵h空間呢?讓我們來思考一下這個問題。簡單地說,原子包括一個原子核和圍繞原子核運轉的許多電子。原子核與電子之間什�炯ㄗS有。就原子的大小而言,這個“什�炯ㄗS有”的空間非常之大。我們可以把這個空間放大如下:假設距離原子核最近的電子是一顆直徑爲1釐米的石子,那�洎鴗l核與它的距離就是1公里。(注1)
下面的例子可以使我們對於這個距離有更清楚的認識:
在這些基本的微粒之間存在著巨大的空間。假設筆者(現在法國)把氧原子核的質子比成是自己書桌上面放著的一隻大頭針的頭兒,那�炯臕雁鴗l核運轉的電子的軌道就會是一個穿越荷蘭、德國和西班牙的巨大的圓圈兒。因此,假如構成筆者身體的全部原子都一個挨一個地緊靠在一起,那�洹A們就再也不可能憑肉眼看見筆者了。因爲筆者將變成一粒直徑不過幾千分之一毫米的微小塵埃。(注2)
關於這一點,我們看到,在宇宙中已知的最大的和最小的空間之間存在著非常相似的地方。當我們把目光轉向群星時,我們發現它們之間的空間與原子中的情形非常相似。在群星之間和在銀河系之間都存在著數十億公里的巨大空間。然而,在原子的空間中和在群星間的空間中,都存在著一種人類不可理解的井然秩序。
在原子核內:質子和中子
直到1932年,人們都認爲原子核僅僅是由質子和電子構成的。當時人們發現原子核中沒有電子,但是除了質子外還有中子(著名的科學家Chadwick在1932年證明了原子核中存在著中子,並且因爲這一發現而被授予諾貝爾獎)。人類只是到了那時方才真正地明白了原子核的結構。
我們在前面曾提及原子核是如何的小。能夠存在於原子核內部的質子只有一米的一千萬億分之一(10-15)那�洶j。
你也許會認爲這�洶p的微粒在人們的生活中沒有什�炤N義。但是這些人們無法理解的小微粒卻構成了你周圍看到的一切的物質基礎。 決定宇宙間存在著多樣性物質的根本原因
迄今爲止,人們已經確定的元素爲109種。整個宇宙、我們的地球、以及一切有生命和無生命的東西全部是這109種元素的不同組合形成的。至此,我們明白了所有的元素都是由非常相似的原子構成的。而這些原子又是由相同的微粒組成的。因此,如果元素全部是由具有相同微粒的原子構成的,那��爲什�洶葛懋|不一樣呢?爲什�炤|形成那�泵h不同種類的物質呢?
原來,是原子核中質子的數目多寡,決定了各種元素的不同。在最輕的氫元素的原子核中有一個質子,而在稍微重一點兒的氦元素的原子核中則有兩個質子,在純金的原子核中有79個質子,在氧元素的原子核中有8個質子,在鐵原子中則有26個質子。金不同與鐵,鐵又區別與氧,這一切僅僅在於它們原子中的質子的數目不同罷了。我們呼吸的空氣、我們的身體、植物和動物、宇宙中的行星、有生命的或無生命的、甘甜的或苦澀的、固體的或液體的,總之,一切都是由原子構成的。而原子則是由質子、中子和電子構成的,概莫能外。
| 注釋 |
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1.T
1.
Taskin
Tuna, Uzayin Sirlari (Beyond Space),
Bogazi Yayinlari, 1995,p.53
2.
Jean Guitton, Dieu et La Science:
Vers Le M, Paris: Grasset, 1991, p.62
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