原子內(nèi)大部分空間都是空的嗎？有沒有絕對實心的物質(zhì)？

首先，很重要兩個問題：何為“空”？何為“實心”？

在宏觀世界，一塊石頭我們認為就是實心的，一堵墻也是實心的。一個礦泉水瓶，但我們把里面的水喝完，擰上蓋子，你問小朋友里面是空的嗎？小朋友多半會說是空的。

但我們知道礦泉水瓶子里還有空氣，如果我們把空氣抽出來呢？瓶子里面就是空的嗎？

仍舊不是空的！還有會各種宇宙射線，中微子等不斷地穿過礦泉水瓶，而且，還有或許永遠無法除掉的能量。

那么，假設(shè)我們能把所有已知的東西全部除掉，包括能量本身，瓶子里面就是空的嗎？

很抱歉，還不是空的！

我們不能用宏觀世界的思維微觀世界。在微觀的量子世界里，一切都變得如何不同，如此詭異。

在量子世界，“空”其實一點也不空，甚至恰恰相反，那里還很熱鬧。虛粒子會通過賒借能量的方式衍生出來，然后瞬間湮滅歸還能量。只要湮滅的速度足夠快，一切都可以發(fā)生！

也就是說，量子世界里熱鬧非凡，虛粒子的衍生湮滅就像沸騰的海洋，那里的世界比我們的宏觀世界更熱鬧！

絕對的“空”是不存在的，大自然好像非常厭惡“絕對的真空”，總是想方設(shè)法制造出點什么東西來阻止“絕對的真空”出現(xiàn)！

再來說說原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，看看有沒有實心的物質(zhì)。

人類歷史上曾經(jīng)度認為原子就是實心的，不可分割的最小單元。但是物理學(xué)家盧瑟福和他學(xué)生做了一個實驗改變了人類對原子的認知。實驗中，盧瑟福用α粒子轟擊只有幾個原子厚度的金箔時，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子都能穿透金箔，只有極少量的α粒子改變的飛行方向，甚至被彈回來。

實驗的結(jié)果讓盧瑟福明白，原子并非是實心的，大部分都是“空的”，由此建立了盧瑟福原子模型，該模型已經(jīng)比較接近現(xiàn)代原子模型了！

現(xiàn)代原子模型告訴我們，原子內(nèi)部大部分空間確實是“空”的（其實說“空”的也不嚴謹，接下來會講到）。原子雖然很小，但原子核和電子更小。如果原子由一個足球場那么大，那么原子核只有螞蟻的大小，電子就更不用說了，小到無法形容，你能想象出這樣的大小比例嗎？

但問題來了，既然原子內(nèi)部如此的“空曠”，為什么電子沒有塌陷到原子核上呢？

主要原因就在于量子世界的不確定性，電子并非像地球圍繞太陽那樣圍繞原子核運行，電子沒有固定的軌道，而已隨機地出現(xiàn)在原子核周圍，以概率云的形式呈現(xiàn)出來。

也就是說，我們不知道電子到底在什么地方，只知道電子在某個位置的概率。

那么電子還可以再分嗎？或者說電子是實心的嗎？

目前來看，電子不可以再分，它是基本粒子。按照如今的粒子標準模型，電子，夸克，中微子等都是基本粒子，這些粒子也被稱為“費米子”，它們都是不可再分的。

除了基本粒子之外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了基本粒子的粘合劑，也就是把費米子串聯(lián)起來的粒子，傳遞作用力的膠子。比如說傳遞電磁力的光子，傳遞弱力的玻色子，傳遞引力的引力子（目前還沒發(fā)現(xiàn)，只是假想），還有賦予粒子質(zhì)量的希格斯玻色子。

以上這些基本粒子是不是實心的？還能再分嗎？

很抱歉，目前我們還不知道，因為科學(xué)家也切不開它們。超弦理論認為這些基本粒子還是可以再分的，是由弦組成的，而電子等基本粒子只是弦組成的能量包，這個能量包體現(xiàn)出來的就是電子的體積。不過遺憾的是超弦理論目前僅僅是數(shù)學(xué)推導(dǎo)，沒有實驗證據(jù)支撐。

可能你會這樣想，如果有很大的力量對原子進行壓縮，會壓縮成實心的嗎？

事實上，這種情況一直在宇宙中上演著。在恒星（比如我們的太陽）燃料耗盡，自身的電子簡并力無法抗衡引力時，電子就會墜向到原子核，會形成白矮星。但白矮星中電子與原子核之間還有一定的距離。如果恒星質(zhì)量更大，引力更強，當質(zhì)量超過錢德拉塞卡極限時，電子就會徹底墜入原子核中，形成中子星。中子星的密度極大，一勺中子星的質(zhì)量就能達到10億噸！

理論上講，中子星或許就是實心的，也是原子核密度的界限。

但問題就是“黑洞”這個怪物的存在，中子簡并態(tài)和夸克支撐的中子仍然可以被壓縮，最終成為黑洞。黑洞被認為是一個體積無限小的致密小點，奇點，顯然這已經(jīng)超出了科學(xué)認識的范疇，起碼目前我們還無法知曉！