人類創造的世界光彩奪目，絢麗耀眼，令人讚歎稱奇。它為什麼是現在的這個樣子？迎著陽光，在現代文明精緻的面龐和魁梧的身軀後面，有一條長長的影子，從那裡，可以看到歲月、歷史和長路。

文明的起源：11。物質是由什麼組成的？

現在，初中的物理教科書都能告訴我們物質是由原子組成的，而原子是由原子核和電子組成，原子核由質子和中子組成，這是13歲的小朋友必須理解的科學理論。有科學家認為質子、中子和電子又是由更小的物質“夸克”組成，但我們現在不需要研究那麼深。

你可以想象對原子的認識是一件多麼困難的事，愛因斯坦說：“要記住，

你們在學校裡所學到的那些奇妙的東西，

都是多少代人的工作成績

，都是由世界上每個國家裡的熱忱的努力和無盡的勞動所產生的。這一切都作為遺產交到你們手裡，使你們可以領受它，尊重它，增進它，並且有朝一日又忠實地轉交給你們的孩子們。這樣，我們這些總是要死的人，就在我們共同創造的不朽事物中得到了永生。”

那麼最先提出原子概念的人是誰呢？西方人認為古希臘時期的

德謨克利特

第一次提出了原子的概念。他認為，萬物的本源是原子和虛空，人們的認識是從事物中流射出來的原子形成的“影像”作用於人們的感官和心靈而產生的。

基於他的思想，後世的科學家把真正發現的物質最小微粒叫做原子。17世紀時，牛頓在研究光的時候提出了光的微粒說，光是什麼？現代科學依然沒有對這種“物質”做出確定的解釋，所以牛頓在光的性質方面提出的微粒說是我們確知的“物質”以外的“物質”的組成的學說。

1808年，英國化學家道爾頓提出了近代原子論，他認為物質都是由原子直接構成：原子是一個實心球體，不可再分割，同一類原子性質相同，不同的原子是以簡單的整數比相結合。這麼說，道爾頓認為的原子就是：

球。

1897年，英國科學家湯姆生髮現原子中存在電子。他在1904年提出了一個被稱為“西瓜式”結構的原子結構模型，電子就像“西瓜子”一樣鑲嵌在帶正電的“西瓜瓤”中。電子的發現使人們認識到原子是由更小的粒子構成的。所以，湯姆生認為的原子就是：

有籽西瓜。

1911年，英國科學家盧瑟福做了一個實驗：用一束質量比電子大很多的帶正電的高速運動的粒子（盧瑟福稱其為α射線，實際上就是氦原子，不帶電子）轟擊金箔（就是很薄的黃金片），結果是大多數的粒子能穿過金箔且不改變原來的前進方向，但也有一小部分改變了原來的方向，還有極少數的粒子被反彈了回來。據此他提出了帶核的原子結構模型：原子是由原子核和核外電子構成，原子核與電子之間是有間隙的，而且間隙還挺大。所以，盧瑟福認為的原子就像是：

宇宙中的行星模型。

盧瑟福還確定了氫原子核是一個正電荷單元，稱為質子。

1935年，英國物理學家查得威克在居里夫婦的某個實驗的基礎上定義了中子。

接下來，根據前人的研究和學說，我們就再絮絮叨叨地普及一下現代原子知識吧。

世界上的一切物質都是由帶正電的原子核和繞原子核旋轉的帶負電的電子構成的。原子核包括帶正電的質子和不帶電的中子，質子數決定了該原子屬於何種元素，原子的質量數等於質子數和中子數之和，如一個鈾-235原子是由原子核（由92個質子和143箇中子組成）和92個電子構成的。同樣的質子數但不同的中子數的元素之間互為同位素。如果把原子看作是我們生活的地球，那麼原子核就相當於一個乒乓球的大小。

原子理論在解釋物理和化學反應方面是很有作用的。比如在化學變化中，我們學到的哲學是：分子分裂成原子，原子重新構成新的分子。此過程中原子的種類和數目不發生變化，只是重新組合成新的分子。所以我們說，化學的本質是物理。

為什麼我們能聞到紅燒排骨的誘人香味？為什麼被太陽暴曬的一碗水會慢慢減少？為什麼冬天的冰雪在春天來臨時會融成水？這就是原子-分子論可以用來解釋物理現象的例子。

人們對原子的研究，在後來的20世紀還催生了原子能的發現和利用。

最後，最重要的，如果沒有實際看到原子，我們怎麼相信原子真的存在呢？拿顯微鏡來觀察吧！這不可能，最先進的光學顯微鏡也不可能看到原子，因為物體可見的原理在於可以反射可見光，而原子比光波波長（光是一種電磁波，人眼可以感知的電磁波的波長在400～760nm之間）還要小，是無法反射可見光的。

那麼原子和原子的構造是怎麼一步步被發現的呢？答案就是：合理地猜測。

我們已經知道，1897年湯姆生最先發現了電子，電子和原子核相比就是螞蟻和足球場的關係，為什麼電子最先發現呢？湯姆生做的實驗，是在兩個電極之間接一個密封的真空玻璃管，電極放電時，帶負電的電極中的電子在真空中沒有阻力，飛快射向正極（或者不帶電的一極），湯姆生觀察到了炫彩的光芒。然後，他首先定義電子的概念，然後認為這些現象是電子造成的。

原子核的發現，大概也是用某種儀器向金箔射出氦原子，觀察氦原子透過金箔後的路徑，有的被彈回，有的徑直透過有的改變了方向，因此他預測金箔原子中是有某種大質量堅硬的物質，被定義為原子核。

總之，最開始的，甚至現在的關於原子的實驗和工作，並不是像科普書中輕描淡寫的好像是對單個原子甚至原子中的更小粒子進行操作，而是從宏觀入手推測微觀。20世紀中期，透射電子顯微鏡的出現使我們能看到原子的形象，雖然那並不是真正看到。