WEBVTT

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原子是非常微小的东西

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一根头发差不多与500,000个叠在一起的碳原子一样粗

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看看你的拳头，它含有超过 一兆的原子

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如果把原子想像成弹子一般大小，那你的拳头将会有多大？

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差不多地球那么大吧…
嗯…还是很难想像？

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让我们试试不一样的

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看看你的小指

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想像你的指尖有如你所处在的房间那么大

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现在，把米倒入房间里，而且并将房间装满

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一粒米就代表你指尖的一个细胞

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让我们把那粒米给放大

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现在，一个细胞就好像你的房间那么大

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再用米把房间装满
一粒米就大概是一个蛋白质那么大

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最后将米粒之间的空隙加入沙子

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那一粒沙子就是原子的大小

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那么，原子到底是什么组成的？

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我们现在就假想原子长得这样

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这样比较容易明白

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原子基本上含有3种基本粒子

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中子、质子、和电子

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质子和中子围在一起，并且形成原子核心

00:01:23.289 --> 00:01:25.159
它们俩被强相互作用维着

00:01:25.229 --> 00:01:28.339
强相互作用是宇宙的四大根本力量之一

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质子和中子是由夸克组成，并由胶子维起

00:01:32.223 --> 00:01:34.783
至今，没有人知道夸克究竟有多大

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科学家认为它们可能真的只是一个点，就像在几何学里一样

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试试把它们想像成零维吧…

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科学家怀疑夸克和电子是宇宙里物质最基本的部件

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电子以每秒2200公里的速度环绕原子核心

00:01:53.929 --> 00:01:57.409
这个速度足以在18秒内环绕地球一次

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科学家认为电子和夸克一样，是宇宙里物质最基本的部件

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原子里99.999999999999%的体积是个空虚

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可是，这并非如此

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我们所意为的空虚其实是一个装满量子涨落的空间，

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拥有势能并自发地组建于拆散的空间

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这些涨落直接关系到带电粒子的相互影响

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可惜，这将会由另一个视频来解释

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那么，原子核心和电子到底占了多少空间？

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如果你将帝国大厦里的原子核心之间的空虚去除，

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那么帝国大厦将变成一粒米的大小

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人类所有的原子将能装进一个茶匙

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当然，宇宙间是存有这么极端状态的物体

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在中子星里，因为原子核心的密集压实，

00:02:52.758 --> 00:02:56.918
一个只有几公里宽的物体持有着相等于3个太阳的质量

00:02:57.105 --> 00:03:00.975
还有，原子到底是长得怎样？

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差不多这样吧…

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电子在同时像波函数，也像粒子

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我们能够计算出一粒电子在某个时间所处在的位置

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这些可能位置，也称原子轨道

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是我们能以95%的确定性来推断电子的位置

00:03:18.557 --> 00:03:23.077
我们越远离原子核心，能够找到电子的几率就越接近零

00:03:23.575 --> 00:03:25.535
可是，这个数字并不是零

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所以原理上，一个原子的电子可能在宇宙的另一端

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慢着…

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这些奇特的东西构成了宇宙所有的物体

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许多已知的元素并不需要很多基本粒子，只需要3个

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一个质子和一个电子就是氢

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再加上一个质子和一个中子就形成了氦

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再加上一点就得了碳、接下来是氟、然后就是金、等等

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一个元素的每一个原子都是一样的：

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例如，宇宙内所有的氢原子都是一样的；

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你身体里的氢和太阳里的氢是一样的

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你有没有感觉到困惑？
我们也是！

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这么微小规模里的东西在我们的世界根本没有任何意义

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我们都还没开始谈到量子力学和基本粒子动物园

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它们还比我们所谈的更加稀奇！

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自从我们开始构思原子模型时，
我们所认为是对的模型已经改变了很多次

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这个目前被承认的模型也一定不会是最后一个

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让我们继续支持科学家和他们的研究，

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并期待着下一波关于我们这奇特世界的学问！