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我們怎麽能這麽肯定原子是99.9個空的空間呢?

妳可以肯定它不是。物理學家剛開始研究原子結構時,玻爾模型非常流行。它把電子看成行星,把原子核看成太陽。對氫氣很有效,其他就沒什麽了。甚至氫氣也有問題。首先,物理學家必須假設電子在壹個設定的距離內運動,不像行星和其他任何東西。第二,如果妳強迫電子走彎曲的路徑,它們會發出輻射。電子會失去能量,螺旋進入原子核。出於某種原因,物理學家不得不假設他們沒有。

忘記妳聽說過的什麽行星模型。這是不對的。遺憾的是,它在氫上工作得如此之好,因為我們仍然有像軌道和自旋這樣的術語。至少,當物理學家談論誇克的味道、顏色和魅力時,人們不會認為它們真的嘗起來像巧克力、藍色或輕浮。

有很多關於賽道本身的插圖。這是試圖展示它們在原子中的樣子。這是氬。有壹個只有兩個電子的內軌道,另壹個有兩個電子的球形軌道,然後是三個瓣,每個瓣有兩個電子,然後是壹個重復結構的外層。那麽電子在哪裏呢?在軌道上的任何地方,任何時間。

他們怎麽可能都在同壹個地方?想象壹個音樂廳。小提琴的音符在哪裏?大廳裏到處都是,壹直都是。小號音符在哪裏?大廳裏到處都是,壹直都是。笛子的音符在哪裏?大廳裏到處都是,壹直都是。這壹切都是同時發生的。

原子周圍的電子的行星模型非常類似於想象從管弦樂隊通過空氣飄到妳耳朵的小的可見音符。

所以原子中沒有空的空間。還有壹種叫做泡利不相容的東西,如果粒子具有相同的量子屬性,它會阻止粒子占據相同的空間。試圖讓壹個原子穿過另壹個原子,泡利斥力不會讓兩個相同的軌道重疊。為什麽?暫時是這樣的。時間被描述為上帝防止所有事情同時發生的方式。泡利不相容可以認為是上帝防止壹切都發生在同壹個地方的方式。

有人認為電子是波,有人認為電子是粒子。都是,都不是。它們在原子尺度上與萬物沒有很好的類比,我們在自身存在的尺度上也沒有很好的類比。當妳在壹個舊的CRT電視屏幕上發射電子時,把電子當作粒子是非常有效的。當妳使用電子顯微鏡時,波的類比更好。當妳研究軌道或者用量子力學設計微電子時,唯壹的選擇就是鉆研數學。

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