原子很小，直徑大約只有10的-10次方米。原子由原子核和電子構成，如果把原子比作一個足球場的話，原子核就相當于一粒豆子的大小，電子就更小了，甚至比塵埃還要小。
這是不是意味著原子內(nèi)部除了原子核和電子之外，就什么都沒有了呢？原子內(nèi)部大部分空間都是一片虛空？
一開始，人們也確實這樣認為的。比如說，著名的“α粒子散射實驗”就表明，原子內(nèi)部真的是一片虛空。
物理學家盧瑟福最早做過這個實驗，實驗很簡單，用α粒子轟擊薄薄的金箔。實驗結(jié)果顯示，大部分α粒子都能直接穿過金箔，但也有極少數(shù)α粒子會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，有的偏轉(zhuǎn)角度甚至能超過150度。
盧瑟福做出判斷，認為原子有一個致密的內(nèi)核，通過計算，這個內(nèi)核的半徑大約為10的14次方米。盧瑟福也首次提出了原子結(jié)構模型，非常類似太陽系的結(jié)構，也因此被稱為“行星模型”。原子中間的原子核就相當于太陽系中的太陽。
那么，既然原子很空，為何物體看起來很實在呢？
用盧瑟福提出的行星模型很難解釋這個問題。盧瑟福的學生波爾第一次回答了這個問題。在原子行星模型的基礎上，波爾提出了“能級”的概念，他認為電子并不像八大行星那樣圍繞原子核運行，電子不但有固定的軌道，還能在不能的能級軌道之間來回躍遷。
但是波爾的“能級模型”仍舊不能詮釋物體為何很實在。物理學家海森堡更進一步，在能級模型的基礎上，提出了“不確定性原理”，認為電子可以同時出現(xiàn)在能級上的每個位置，就像一團云霧那樣，這也是我們常說的“電子云”概念。
但電子云概念似乎也很難讓物體實在起來，畢竟電子云可以壓縮。
另一個天才物理學家泡利提出了“不相容原理”，認為一個能級上只允許一個電子存在，不允許其他電子存在，如果其他電子試圖進來，就會產(chǎn)生強大的排斥力。如此一來，看起來軟綿綿的“電子云”一下子就會因為斥力表現(xiàn)得很堅硬實在。
事實上，不僅僅是電子，其他基本粒子也有這樣的特性?！安幌嗳菰怼弊岆娮又g產(chǎn)生強大的排斥力，也被稱為“電子簡并壓”，要想對抗這種力量，需要更強大的外部力量，比如說中子星的誕生過程，就是因為強大的引力迫使“電子簡并壓”屈服，最終電子被壓縮到質(zhì)子上，結(jié)合在一起中子。
那么，為什么大多數(shù)物體都不透明呢？所謂的透明，只是相對的，是以人類視角來定義的。
上面剛剛說了，電子可以通過吸收或者釋放光子在不同的能級之間來回躍遷，當照射的光線能量與不同能級的能量差相匹配時，光子就被電子吸收，物體就是不透明的。反之，如果光子沒有被吸收，光子會直接穿過原子，物體就會很透明。
而所謂的透明，也只是在可見光的范圍里，因為人們只能看到可見光。比如說，玻璃是透明的，但它只是對于可見光透明，對于紅外線就不透明，因為紅外線并不能穿過玻璃。
而我們看到的大多數(shù)物體都是不透明的，比如說人體，但是在能量更強的X光面前，大多數(shù)物體都是透明的，因為X光的穿透性更強。醫(yī)生也經(jīng)常會用X光照射病人的身體，查看人體就能知道是否有病變。
金屬一般是不透明的，而且通常都有金屬光澤。主要是因為金屬中有很多到處亂串的自由電子，這些自由電子不但可以讓金屬導電，還能有效地反射光線，讓金屬表現(xiàn)出金屬光澤。
總之，物體的實在與否，透明與否，與原子內(nèi)部是否空曠沒有直接關系。物體表現(xiàn)出實在性，主要是因為力的相互作用，不僅僅有“電子簡并壓”，當兩個物體相互靠近時，還會存在電磁作用。
物體的透明與否主要與照射進去的光是否能被電子吸收，如果被吸收了就不透明，反之則是透明的。
以上這些都是量子力學帶給我們的知識。在量子世界，一切都是不確定的。但也正是量子世界的不確定性，才造就了我們宏觀世界的確定性。
誠然，量子世界確實很詭異，至今人類都無法參透其中的本質(zhì)，比如說任何微觀粒子都具有波粒二象性，這讓我們很難理解。
但我們知道，波粒二象性確實存在，其實不知道波粒二象性背后隱藏的底層邏輯到底是什么，這也是科學家努力的方向。
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