根据现有的科学认识,构成世间万物的原子,其内部由原子核和围绕着原子核高速运动的电子构成,在原子的内部,原子核和电子所占的比例是非常小的,举个不是很恰当的例子,如果将一个原子想象成一个足球场,那么原子核就是相当于足球场中心的一个足球,而电子就在足球场这么大的空间中随机飞行的一只蚊子,可以说原子的内部99.9999%都是空的。
如果将普通物质极度压缩后,它的质量会非常的惊人,在宇宙空间里存在的中子星就是一个典型的例子。中子星是已知宇宙中除了黑洞以外密度最大的天体,它形成于巨型恒星生命的最后阶段,它是被恒星自身重力压缩坍塌并发生超新星爆炸后的产物。中子星的物质密度之高令人吃惊,一个直径22米左右的中子星的质量就相当于地球的总质量!而中子星具有如此之高的密度的原因就是,巨型恒星坍塌时产生的压力将它内部物质中的原子挤压得支离破碎,以至于原子中的质子、中子和电子被紧紧的挤在一起。由此可见,原子内部的空间是多么的空空荡荡。
既然原子几乎都是空的,那为什么构成的万物却是实在的呢?这就要先讲电子的运行方式了,电子在原子核外的运动方式和宏观世界上的物体完全不同,根据量子力学的描述,电子没有确定轨道和方向,它会高速的、随机的出现在原子空间中的任何地方。总的来说,越原子核越近,电子出现的机率就越大,从一个时间段来看,电子的运动轨迹就像是一团云一样弥漫在整个原子空间,科学家将之称为“电子云”。
当原子互相靠近的时候,会通过各自电子的分布产生化学键而组合在一起,但当它们进一步靠拢的时候,它们的电子云就会互相作用,产生排斥力,并形成一种稳定的结构--分子。一个元素越重,它的原子核里的质子就越多,电子也就越多,相应的这个原子的电子云就越厚,分子就越稳定,越容易形成固体。轻的元素,如氢、氦、氧等,因为它们的原子内的质子和电子数量少,原子之间的作用力小,所以在常温下它们就是看不见,摸不着的气体。
总而言之,世间万物我们之所以能够感受到它们是实在的,是因为电子云产生的排斥力,这种力就是一种电磁力,当你坐在椅子上阅读这些文字的时候,你并不是真实的坐在椅子上的,而事实上你是在电磁力的作用下“悬浮”在椅子上的,是不是很神奇?