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【原子核|一条引发哲学革命的原理，“撑”起了整个宇宙】宇宙中的一切物质 ， 上至星系团、恒星、中子星 ， 下至人类自身 ， 都是由原子组成的 ， 原子则继续由带正电的原子核（质子、中子）和若干带负电的电子组成 。
原子有多大呢？小得可怜 ， 它的尺寸只有10^-8厘米 。 而原子核更小 ， 仅仅只有10^-13厘米 。 将原子放大到一个卧室大小 ， 原子核才勉强相当于桌上的一枚硬币 ， 可见 ， 原子核和电子之间是非常“空旷”的！这时候问题出现了！

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发现原子的内部结构之后 ， 在经典力学的框架中 ， 物理学家提出了原子的稳定性疑问:原子核带正电 ， 电子带负电 ， 那么电子为什么不会因为正负电荷的吸引而掉进原子核呢？为什么原子会一直维持一个相对原子核来说非常大的体积？为什么宇宙中的一切物质都没有因为原子核与电子间的电磁吸引力而坍缩掉？

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量子力学建立之后 ， 海森堡提出的不确定性原理给出了标准答案 。 不确定性原理说 ， 粒子不可能同时具有完全确定的位置与速度 ， 即粒子位置的不确定度与动量的不确定度的乘积不会小于约化普朗克常数的一半 。 不确定性原理所带来的冲击波 ， 还震撼到了整个哲学界 ， 因为它将世界的实在本质、我们原以为必须存在的一些物理元素 ， 彻底“搞丢”了 ， 这条世界的基本原理对原子稳定性的解释是这样的：

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如果电子掉进了原子核中 ， 就可以认为电子此时的位置是相当精确的 ， 那它的位置不确定度就会非常小 ， 甚至是0 。 由不确定性原理可知 ， 掉进原子核的电子的动量(速度)的不确定度就会相当大 ， 即它动能的不确定度会具有很大的值 ， 那么这个电子就可能产生非常大的动能 ， 以至于摆脱原子核对它的电磁吸引力 ， 从而避免原子的坍缩 。
实际上 ， 电子正是因为不确定性原理 ， 而“聪明”地选择了离原子核有固定距离的一个个狭小的轨道 ， 这才成功避免了原子的坍缩 ， 挽救了整个宇宙！朋友们 ， 让我们记住这个拯救整个宇宙的原理吧——不确定性原理！

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来源：(物理学科普)

【】网址：/a/2020/0708/kd248250.html

标题：原子核|一条引发哲学革命的原理，“撑”起了整个宇宙