原子内部有99%都是空的 这部分空的区域是不是就是我们经常听到的 绝对真空呢 其实我们通常见到的原子模型 是原子中心有一个原子核 而原子外围有一些电子不停围绕原子核旋转 但是这种常见的原子模型 把原子核和电子画的太大了 而且两者的距离似乎也很近 其实很容易误导观众 认为原子核与电子会占据原子较大的空间 其实真实情况完全相反 如果我们把原子的半径扩大成500米 那么原子核的半径最多只有0.8毫米 而电子的半径最多只有一毫米 所以大家可以想象 原子内部其实99%的区域是空的 那么这部分空旷区域能不能当成真空呢 其实并不能 我们知道原子核是带正电的 而电子是带负电的 所以原子核可以束缚住电子 让其不会脱离原子范围 而束缚电子的力量正是电磁力 但是我们知道力的产生是需要媒介的 比如重力的产生依赖于重力场 而电磁力的产生依赖于电磁场 所以原子内部空旷区域其实充满着电磁场 但是电磁场这种物质看不见摸不到 我们能否把它当成一种虚无的存在呢 其实如果你要深入研究电磁场这种物质 你会发现它不仅是客观存在 而且从本质上来讲 电磁场是由一堆光子组成 因为任何场本质上也是填充着许多细小的物质 而这种物质就是光子 光子可以说在我们的客观世界是最普遍存在的 所以电磁力的传播速度就是光速 而这也间接导致了电磁波的传播速度 也是光速 电子围绕原子核旋转时旋转的轨道会发生变化 轨道越是靠近外层 电子所处能量等级就越高 轨道越是靠近中心 电子所处能量等级就越低 当电子从外层轨道走到内层轨道时 就会释放出能量 这就是电子著名的量子跃迁 而问题的关键在于电子切换轨道是如何发生的呢 长期以来科学家都想看看 电子是如何从一个轨道切换到另外一个轨道的 但是无论是再先进的电子摄像机 似乎总是拍摄不到电子切换轨道的过程 所以有部分科学家认为 电子在切换轨道时是瞬间完成的 但是我们知道两个轨道之间肯定是有一定距离的 如果电子可以瞬间切换轨道 这不就意味着电子可以瞬间移动了吗 瞬间移动就意味着肯定超光速了 这不就违反了爱因斯坦的狭义相对论了吗 所以当电子的这种瞬间移动思想 被首次提出时 爱因斯坦和薛定鄂等人立即持反对态度 然而随后更多的实验现象却似乎狠狠打了爱因斯坦的脸 因为电子从高能级轨道切换到低能级轨道会释放出能量 如果电子切换轨道时是一个连续渐变的过程 不是瞬间完成 那么释放出来的能量肯定也是连续渐变的 但是经过实验后发现电子释放出的能量似乎是一份一份的 这就让人不可理解了 我们知道能量这种事物是可以无限分割下去的 你可以有四焦二的能量 也可以有0.4焦二的能量 还可以有0.0004焦二的能量 只要你愿意 你可以在小数点后面加很多零 但是电子释放出的能量却存在一个最小单位 所有的能量都必须是这个最小单位的整数倍 而这就是量子一词的雏形 因此电子可以瞬间移动 似乎已经被证实了 然而就在人们以为微观世界的奥秘被彻底揭晓时 随后的研究进展出乎了所有人的意料 人们发现电子不仅可以瞬间移动 竟然还可以同时处于多个位置 比如此时你把电子放置在某个位置 你以为电子会静止在这里吗 其实不会 电子会以你放置的这个位置为中心 然后往两边延伸一定的范围 并处于这个范围内的任意位置 也就是说电子就好像有无数个分身一样 每个分身都在这个范围内霸占一个位置 这种同时处于多个位置的状态 在量子力学里面就叫叠加态 如果你把电子往右边一扔 你以为电子会沿着直线轨迹往右边运动吗 其实不是 电子是以某个范围的形式整体往右边运动 当你用仪器去观测电子时 如果你的仪器检测范围小于电子叠加态的范围 那么你只是有概率能检测到电子 并非必然能检测到电子换言之 只要电子的叠加态范围足够大 它可以悄无声息的经过你的旁边 而你用任何先进的仪器都发现不了它 为了更加科学的表达电子的这种叠加态 薛定鄂用概率来诠释这种状态 画一个鸡腿一样的波函数 鸡腿越肥的地方 电子出现的概率就越大 鸡腿越瘦的地方 电子出现的概率就越小 这样一来 我们可以通过鸡腿的肥瘦程度来观看电子在运动时 每个位置分到的概率值是如何变化的 经过科学家反复实验后发现 电子每个地方出现的概率值 会随着空间和时间的变化而变化 并且概率值总是上下来回波动 这也就是为什么我们常说电子具有波动性 其实这个波动性并不是电子的运动轨迹向波 而是指电子出现在某个位置的概率值在上下波动 也就是说电子的波动是一种概率波 而且更为神奇的是 电子在不被观测时的确处于叠加态 但是有种情况会导致电子的这种叠加态被破坏 这种情况就是人类的观测 一旦人类用仪器去看电子 电子的这种叠加态会瞬间被破坏 电子就会一瞬间从叠加态处于某个固定的状态 换言之 人类不观测 电子就处于叠加态 人类一观测电子就处于固定态 这意味着人类永远看不到电子处于叠加态的样子 而这就引发了一个巨大的争议 爱因斯坦认为 既然你看不到电子处于叠加态的样子 这就证明叠加态根本是不存在的 而波尔和海森堡则认为电子的叠加态是客观存在的 人类的观察是导致叠加态探索的唯一手段