原子的結構
　　1905—1908年之間，愛因斯坦和閔可夫斯基將一個根本的變革引入我們的時間與空間的觀念。1911年盧瑟福在我們的物質概念里引入了自德謨克利特以來最為巨大的變革。奇怪的是，對這兩種變革的接納完全不同。時間和空間的新觀念，在各方面都被看成是革命性的。有人以極大的熱忱來歡迎它們，其他一些人則拼命地反對。物質的新概念則遵循科學發(fā)現(xiàn)的一般經驗：它逐漸證實它的價值。當證據被完全確認后，它便迅速地取代以前的學說，學術界沒有感受到大的沖擊。但是現(xiàn)在，當我聽到現(xiàn)代科學對布爾什維克主義的抗議和對舊秩序的哀挽時，我便不由得想到，盧瑟福而非愛因斯坦才是真正的始作俑者。當我們把固定的宇宙與我們通常所預想的宇宙相比較時，最為顯著的變革并不是愛因斯坦的時間和空間的再認識，而是把我們所認為的一切實體使之瓦解，解離成飄蕩在虛空里面的細點了。對于那些認為事物多少是如它們所顯現(xiàn)給我們的人而言，這是一個突如其來的震動。近代物理學所揭示的原子內的虛空，比天文學所揭示的星際空間巨大的真空更令人震撼。
　　原子之疏松一如太陽系。假使我們消除人體中所有未被填充的空間，而把他的質子和電子聚結成為一個整體，那么人便要縮小到只有用放大鏡才看得到的細點了。這種物質的稀松性在原子理論中不曾預示過，確切地說，業(yè)已知道和空氣相似的氣體里，原子之間遠遠分開，留出大量空洞的空間。但這也只是預測，具有空氣特性的東西在其中才會只有相當少量的物質，而“空無所有”通常都用來表示沒有物質存在。在固體中，原子被緊密壓縮接觸，所以舊的原子理論同我們的預想相一致，把固體物質看成大部分是無多大空隙的實體。
　　發(fā)端于19世紀末的物質的電工理論起初也沒有改變這一認識，雖知道陰電是很小容積內集中的單位電荷，但是物質的其他要素，即陽電，可比照原子同樣大小繪制成膠質圓球，在里面還包含有細微的陰電荷，所以在一個固體里面的空間大部分是充實的。
　　但在1911年，盧瑟福表明，陽電也是要集中成細微的小點的，他的少量實驗證明原子能夠施加巨大的電場力。除非陽電荷作為一個高度集中的引力源，否則這種力是不可能的，它必須包括在與原子大小相比較還要細小得多的核里面。因此，第一次，原子的主體就完全成為真空了，原子的“太陽系”模型代替了實際的“棒球”模型。兩年后，尼爾斯·玻爾基于盧瑟福的原子理論而發(fā)展了他的著名的理論。此后原子理論更是突飛猛進。未來無論原子的觀念有多大變化，但要再回到舊的實體原子理論是不可想象的。現(xiàn)在所接受的結論是：一切物質，最終都是由兩種基本要素——質子和電子構成的。從電性上看，質子和電子電性互斥，因為質子是一個陽電荷，而電子則是一個陰電荷，但在其他方面，它們的屬性又差異巨大。質子質量是電子的1840倍，所以物質的絕大部分質量都是基于構成物質要素的質子。除了在氫氣里面，找不出純凈的質子。氫氣似乎是物質最原始的形態(tài)，氫原子包括一個質
　　子和一個電子。在其他物質原子里面，多個質子和較少的電子結合在一起構成原子核。達到電性平衡要求的電子像原子核遙遠的衛(wèi)星一樣散布著，這些電子甚至能夠從原子逃逸而自由地穿過物質飄蕩。一個電子的直徑差不多為一個原子的直徑的五萬分之一，原子核的直徑也大不了多少，一個孤立的質子還要小得多。30年前，在以太拖曳問題上有過許多爭論，即繞太陽運動的地球是否拖曳著以太一道行走。當時，原子的實體性是不成問題的，很難相信物質能夠從以太中費力通過而不攪亂它。實驗結果發(fā)現(xiàn)沒有出現(xiàn)以太的對流，這是令人驚奇而困惑不解的事。但是我們現(xiàn)在證實，以太能夠滑過原子，如同滑過太陽系一樣容易，而我們的預想卻全然指向了別的方向。
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