大燕文学

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第16部分（第5页）

事实上，不同的原子一共有92种（同92种不同的化学元素相

对应）（注：这指的是天然存在的元素，不包括超铀元素在内。

如包括后者，至l998年已发现的共有109种），　并且每一种原子

都具有相当复杂的、各不相同的特性。这种局面本身，就要求人

们沿着把这样一种复杂的图景归纳成更基本的景象的方向，对它

进行某些简化。

现在我们可以转而谈谈道尔顿的原子是怎样由基本粒子构成

的问题了。这个问题的第一个正确的答案是著名的英国物理学家

卢瑟福在1911年提出的，他当时正在用放射性元素在嬗变过程中

发射出的快速微型子弹——即所谓α粒子——去轰击各种原子，

借以研究原子的结构。卢瑟福在观察这些子弹通过一块物质后所

发生的偏转（即散射）时发现，虽然大多数子弹都能以非常小的

角度偏转，但少数子弹却以极大的角度反弹回去。这大概是因为

它们在原子里撞上了某种非常小但却非常密实的靶心。因此他得

出一个结论说，所有原子都必定具有一个非常密实的、带正电的

核心（原子核），它周围是一片相当稀薄的负电荷云（原子大气）。

我们今天知道，原子核是由一定数量的质子和中子（它们统

称为核子）构成的，它们靠一种很强的内聚力紧密地维系在一起；

我们还知道，原子大气是由不同数量的负电子构成的，这些负电

子在原子核正电荷静电引力的作用下，围绕着原子核转动。形成

原子大气的电子的数量决定着原子的一切物理性质和化学性质，

这个数目按化学元素的天然排列次序从１（属于氢）一直增大到

92（属于已知的最重的元素——铀）。

尽管卢瑟福的原子模型具有明显的简单性，但是，要想详尽

地理解它，却决不是一件简单的事。事实上，按照古典物理学的

一个最可靠的信念，带负电的电子在围绕原子核旋转时，必定会

通过辐射（即发射出光）过程而失去它的动能，并且人们已经计

算出，由于电子不断失去它的能量，组成原子大气的所有电子远

远不到一秒钟，就会落到原子核上而发生坍缩。不过，古典物理

学这个似乎十分正确的结论却同经验事实非常尖锐地对立着，因

为原子大气恰好同这个结论相反，是非常稳定的；原子中的电子

不但不落到原子核上，而且无限长期地持续围绕着中心体转动。

这样，我们就看到了，在古典力学的基本概念以及同原子世界细

小的结构单元的力学行为相符的经验数据之间，存在着根深蒂固

的矛盾。这个事实使著名的丹麦物理学家玻尔认识到，从现在起，

我们必须把几世纪以来在自然科学体系中占有自命可靠的特权地

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