How Small Is An Atom? Spoiler: Very Small.
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0:00 - 0:04原子是非常微小的东西
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0:04 - 0:10一根头发差不多与500,000个叠在一起的碳原子一样粗
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0:11 - 0:15看看你的拳头，它含有超过 一兆的原子
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0:16 - 0:20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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0:20 - 0:24差不多地球那么大吧…
嗯…还是很难想像？ -
0:25 - 0:27让我们试试不一样的
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0:33 - 0:34看看你的小指
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0:35 - 0:38想像你的指尖有如你所处在的房间那么大
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0:39 - 0:41现在，把米倒入房间里，而且并将房间装满
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0:41 - 0:44一粒米就代表你指尖的一个细胞
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0:45 - 0:47让我们把那粒米给放大
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0:47 - 0:50现在，一个细胞就好像你的房间那么大
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0:50 - 0:55再用米把房间装满
一粒米就大概是一个蛋白质那么大 -
0:55 - 1:01最后将米粒之间的空隙加入沙子
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1:01 - 1:05那一粒沙子就是原子的大小
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1:05 - 1:07那么，原子到底是什么组成的？
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1:07 - 1:10我们现在就假想原子长得这样
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1:10 - 1:12这样比较容易明白
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1:12 - 1:15原子基本上含有3种基本粒子
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1:15 - 1:18中子、质子、和电子
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1:19 - 1:23质子和中子围在一起，并且形成原子核心
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1:23 - 1:25它们俩被强相互作用维着
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1:25 - 1:28强相互作用是宇宙的四大根本力量之一
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1:28 - 1:32质子和中子是由夸克组成，并由胶子维起
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1:32 - 1:35至今，没有人知道夸克究竟有多大
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1:35 - 1:39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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1:39 - 1:42试试把它们想像成零维吧…
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1:42 - 1:47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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1:47 - 1:54电子以每秒2200公里的速度环绕原子核心
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1:54 - 1:57这个速度足以在18秒内环绕地球一次
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1:58 - 2:02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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2:02 - 2:11原子里99.999999999999%的体积是个空虚
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2:11 - 2:13可是，这并非如此
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2:14 - 2:19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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2:19 - 2:24拥有势能并自发地组建于拆散的空间
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2:24 - 2:28这些涨落直接关系到带电粒子的相互影响
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2:28 - 2:30可惜，这将会由另一个视频来解释
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2:30 - 2:34那么，原子核心和电子到底占了多少空间？
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2:35 - 2:39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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2:39 - 2:41那么帝国大厦将变成一粒米的大小
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2:41 - 2:45人类所有的原子将能装进一个茶匙
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2:45 - 2:49当然，宇宙间是存有这么极端状态的物体
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2:49 - 2:53在中子星里，因为原子核心的密集压实，
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2:53 - 2:57一个只有几公里宽的物体持有着相等于3个太阳的质量
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2:57 - 3:01还有，原子到底是长得怎样？
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3:01 - 3:04差不多这样吧…
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3:04 - 3:07电子在同时像波函数，也像粒子
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3:08 - 3:11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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3:12 - 3:14这些可能位置，也称原子轨道
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3:15 - 3:18是我们能以95%的确定性来推断电子的位置
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3:19 - 3:23我们越远离原子核心，能够找到电子的几率就越接近零
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3:24 - 3:26可是，这个数字并不是零
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3:26 - 3:31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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3:32 - 3:33慢着…
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3:33 - 3:36这些奇特的东西构成了宇宙所有的物体
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3:36 - 3:43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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3:43 - 3:47一个质子和一个电子就是氢
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3:47 - 3:50再加上一个质子和一个中子就形成了氦
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3:50 - 3:56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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3:57 - 3:59一个元素的每一个原子都是一样的：
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4:00 - 4:03例如，宇宙内所有的氢原子都是一样的；
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4:03 - 4:08你身体里的氢和太阳里的氢是一样的
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4:08 - 4:11你有没有感觉到困惑？
我们也是！ -
4:11 - 4:15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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4:15 - 4:19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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4:19 - 4:20它们还比我们所谈的更加稀奇！
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4:20 - 4:25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 -
4:25 - 4:27这个目前被承认的模型也一定不会是最后一个
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4:27 - 4:30让我们继续支持科学家和他们的研究，
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4:30 - 4:38并期待着下一波关于我们这奇特世界的学问！
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Gramicidin edited Chinese, Simplified (Singaporean) subtitles for How Small Is An Atom? Spoiler: Very Small. | |
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