原子内部几乎是虚空，为什么我们人体看起来很实在？

我们都知道，万物都是由原子构成的，而原子由原子核和核外电子组成。原子很小，直径大约为10的负10次方米。

但是相比原子，原子核和电子就更小了。如果把原子比作足球场的话，原子核就相当于球场中间的一只蚂蚁而已，而电子比原子核又小多了。

一个原子，除了原子核和电子之外，绝大部分都是虚空。而我们人体都是由最基本的原子组成的，为什么我们人体看起来如此实在，而不是虚空的呢？

这种温度也一度困扰着物理学家们，一开始他们也不知道原子内部大量的虚空是不是真的“空”，人们对原子结构的认知也经历了几个阶段。

最开始的时候，人们一度认为原子就是不可再分的实心体，就像一个玻璃球那样。但卢瑟福做了一个实验改变了人们的传统认知，这个实验就是α粒子散射实验，用α粒子轰击金箔，发现大部分α粒子都直线穿过，只有少量α粒子的方向发生偏转甚至直接反弹。

预知卢瑟福提出了原子的“行星模型”，认为原子结构就是太阳系那样，中间存在一个致密的原子核，后来又发现了电子，认为电子就像太阳系内的八大行星那样，围绕原子核旋转。

不过由于原子核带正电，电子带负电，电子在原子核外围旋转会不断辐射电磁波，最终因能量不断变低而坠入到原子核上。

但现实并不是那样的，原子很稳定，正常情况下从来没有电子自发地坠落到原子核上。

后来，在卢瑟福“行星模型”的基础上，波尔等人又提出了“电子跃迁”模型，认为电子只能在固定的轨道上来回跃迁，通过吸收或者释放光子的方式不断跃迁。但这种模型仍然不能解释原子为何如此稳定。

随着量子力学的发展，科学家对微观世界有了更深刻的认知，那里的一切看起来与宏观世界格格不入，完全颠覆了我们的传统认知。

对于量子世界里的微观粒子来讲，他们一点也不“听话”，甚至违背了统治我们宏观世界的因果关系，我们完全没法预测微观粒子的运动规律，它们就像会施展魔法一样，随机出现在一个地方，然后瞬间又出现在另一个地方，甚至可以同时出现在两个不同的地方。

这样的事情在我们的宏观世界完全不可能，但微观世界确实存在。到了微观世界，微观粒子的表现开始模糊起来，表现得不再像粒子，更像是波。

这就是量子力学的核心，不确定性。我们不能同时确定微观粒子的位置和速度，两者的不确定性必须不小于一个常数。

而电子就是如此诡异的微观粒子，它们并不是乖乖地围绕原子核运转，而是完全随机地出现在原子核微外围的每个地方，结果表现出来的就是“电子云”。

原子核外围不再是单个电子，而是一大片云团。即便是只有一个电子，也能形成大片的云团。

电子并不只是出现在一个地方，而是同时出现在两个或多个地方，散布在原子核周围的整个空间里。

这也是为什么原子内部看起来完全是虚空状态，实际上是由电子云形成的非常致密的结构状态。

当我们触碰任何物体时，都会感受到物体很实在，并没有虚空的感觉，因为物体表面的电子会产生强大的电磁力，也是排斥力，推动我们手上的电子。电磁力是我们日常生活中最常见的力，除了引力之外，我们感受到的所有力都是电磁力，比如说弹力，摩擦力，阻力，各种机械力等，本质上都是电磁力。

电子的这种诡异行为非常违反我们的直觉，事实上，不仅仅是电子，任何微观粒子都有电子这样的诡异行为。著名的“电子双缝干涉实验”能让我们更具体地感受到电子到底有多诡异。

所以，我们对“原子内部是虚空”的看法只是错觉，那里一点也不空，甚至比我们的宏观世界更实在。那里的微观粒子不但可以随机出现在任何地方，还有各种相互作用力充斥着微观世界的每个角落，那些相互作用力就像胶水一样，牢牢地粘结着微观粒子。

电子等微观粒子为何拥有如此诡异的特性？

这是一个大问题，也是量子力学的核心问题，不确定性。具体体现在微观粒子的叠加态或者说波粒二象性。

科学家们只知道微观粒子拥有如此诡异特性，并不知道为何拥有如此诡异特性。也就是说，人类只知其然，而不知其所以然。这也是为什么不止一个物理学大佬会这样说：世界上没有谁真的明白量子力学！