原子曾經(jīng)被認(rèn)為是世間萬(wàn)物的基本微粒，但后來(lái)人們卻發(fā)現(xiàn)，原子是由原子核和電子構(gòu)成，而在原子核和電子之間還存在著廣闊的空間，具體有多廣闊呢？我們不妨拿宇宙中最簡(jiǎn)單的原子——?dú)湓觼?lái)舉例說(shuō)明。

氫原子的原子核其實(shí)就是一個(gè)質(zhì)子，其半徑約為0.833 x 10^-15米，當(dāng)一個(gè)氫原子處于基態(tài)的時(shí)候體積最小，其半徑大約為0.528 x 10^-10米，也就是說(shuō)，一個(gè)處于基態(tài)的氫原子的半徑是其原子核的大約63385倍。

這就意味著，假如我們將一個(gè)處于基態(tài)的氫原子的半徑放大到500米，那么按同等比例放大之后，其原子核的半徑就有大約0.79厘米，其大小大概相當(dāng)于一個(gè)常見(jiàn)的玻璃彈珠。

當(dāng)然了，氫原子還有一個(gè)電子，盡管科學(xué)家們目前還無(wú)法準(zhǔn)確地測(cè)量出電子的半徑，但可以確定的是，電子的半徑的數(shù)量級(jí)不會(huì)超過(guò)10^-18米，也就是說(shuō)，按同等比例放大之后，這個(gè)電子的半徑最多也只有0.01毫米，依然渺小得如同一?；覊m。

在一個(gè)半徑500米的球體空間中，只有位于其中心位置的一個(gè)小小的“玻璃彈珠”，以及一粒圍繞著這個(gè)“玻璃彈珠”運(yùn)行的“灰塵”，原子內(nèi)部的空曠程度可想而知。相對(duì)于原子核與電子的尺寸來(lái)講，原子內(nèi)部的空間可以說(shuō)是非常廣闊了，那么問(wèn)題就來(lái)了，在原子核和電子之間的廣闊空間里存在著什么呢？

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，或許你第一時(shí)間就會(huì)想到空氣，但稍微想一下，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)這是不可能的。因?yàn)榭諝獗旧砭褪怯纱罅康脑咏M成的混合物，并且其中大部分的原子還結(jié)合成了氣體分子（例如氧氣、氮?dú)猓栽觾?nèi)部是不可能存在空氣的。

既然沒(méi)有空氣，難道原子核和電子之間的空間是絕對(duì)真空嗎？答案當(dāng)然是否定的。

首先要講的是，在原子核和電子之間的空間里，可能會(huì)存在著一些“匆匆而過(guò)”的粒子，比如說(shuō)光子，現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為，光子是傳遞電磁相互作用的基本粒子，所以假如一個(gè)原子存在于電磁場(chǎng)中，那么在它的內(nèi)部空間里，就會(huì)存在著光子。

又比如說(shuō)中微子，雖然這種基本粒子的體積和質(zhì)量都極?。ㄒ话阏J(rèn)為中微子的直徑低于10^-20米，質(zhì)量可以低于電子質(zhì)量的100萬(wàn)分之1），但它們?cè)谟钪嬷械臄?shù)量卻極多，比如說(shuō)太陽(yáng)平均每一秒就會(huì)產(chǎn)生大約 1.7 x 10^38 個(gè)中微子 ，以至于在地球的表面，中微子的平均通量都可以達(dá)到每秒每平方米600萬(wàn)億個(gè)。

中微子的體積比原子小得多，數(shù)量又如此龐大，所以我們有理由相信，在原子核和電子之間的空間里，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)中微子的身影，由于中微子不會(huì)參與強(qiáng)相互作用和電磁相互作用，因此它們?cè)诮^大多數(shù)情況下都只是在原子內(nèi)部“路過(guò)”。

另一方面來(lái)講，有些不穩(wěn)定的原子在發(fā)生衰變的時(shí)候，其原子核還會(huì)釋放出不同種類(lèi)的粒子，如α粒子、電子、正電子、中微子、反中微子等等，這些粒子也會(huì)短暫地存在于原子核和電子之間的廣闊空間里。

除了“匆匆而過(guò)”的粒子之外，在原子核和電子之間的空間里還存在著“希格斯場(chǎng)”（Higgs field）。

“希格斯場(chǎng)”的概念最初由物理學(xué)家彼得·希格斯（Peter Higgs）于1960年代提出，他認(rèn)為宇宙中存在著一種無(wú)處不在的量子場(chǎng)，當(dāng)一個(gè)基本粒子與這種量子場(chǎng)發(fā)生相互作用時(shí)，這個(gè)基本粒子就具備了質(zhì)量。

這種量子場(chǎng)就被稱(chēng)為“希格斯場(chǎng)”，根據(jù)彼得·希格斯的理論，在能量極高的情況下，“希格斯場(chǎng)”就會(huì)激發(fā)出一種被稱(chēng)為“希格斯玻色子”的基本粒子。

在2013年的時(shí)候，歐洲核子研究組織（CERN）首次發(fā)現(xiàn)了“希格斯玻色子”的存在，而這也就意味著，“希格斯場(chǎng)”是真實(shí)存在的。既然“希格斯場(chǎng)”在宇宙中“無(wú)處不在”，那原子內(nèi)部的空間里也就必定存在這種量子場(chǎng)了（否則的話(huà)，原子核和電子就不會(huì)具備質(zhì)量了）。

值得一提的是，在宇宙中的四種基本力之中，電磁相互作用力、強(qiáng)相互作用力和弱相互作用力都由特定的基本粒子來(lái)傳遞，因此一個(gè)合理的推測(cè)就是，引力可能也是由某種基本粒子來(lái)傳遞的，科學(xué)家將這種可能存在的基本粒子稱(chēng)為“引力子”。

假如“引力子”真的存在，那么它們就會(huì)出現(xiàn)在原子核和電子之間的廣闊空間里，畢竟原子核和電子都是具有質(zhì)量的，而有質(zhì)量的物質(zhì)就會(huì)產(chǎn)生引力。

好了，今天我們就先講到這里，歡迎大家關(guān)注我們，我們下次再見(jiàn)。