张虎岗‖实心球？枣糕？还是太阳系？我猜我猜我猜猜

关于物质的构成，是一个由来已久的问题。从2000多年前的古希腊哲学家德谟克利特，到近代的科学家道尔顿，都认为物质是由原子组成的。那么，事实是这样吗？不可分割原子的含义就是“不可再分的微粒”。原子如同砌成“物质”这所房子的砖块，被称宇宙之砖。

道尔顿认为原子就是不可再分的实心球体。但是19世纪末，随着伦琴发现X射线、贝克勒尔发现了放射性，这块原本坚固无比的宇宙之砖已经越来越脆弱，而电子的发现成为压垮它的最后一根稻草。偏要分割第一个发现电子的人是英国物理学家汤姆生。汤姆生在实验时发现从原子内部发现了一种带负电的微粒，这种微粒的质量非常小，只有氢原子质量的，他把这种带负电的微粒叫做电子。汤姆生的发现，彻底粉碎了原子不可分割的神话，1897年4月30日，他向英国皇家学会报告了这一成果，这一年也就成为电子诞生年。汤姆生发现，原子内部有带负电的电子，但整个原子却稳定地显示中性，他由此认为原子内部一定还有带正电的部分，并且正电荷的总量与电子所带的负电荷的总量相等。在此基础上，他于1904年提出了原子结构的“葡萄干面包模型”，该模型认为原子是一个带正电荷的球，带负电荷的电子均匀地镶嵌在这个球里面，正负电荷相互抵消；在受到激发时，电子会离开原子，产生阴极射线。当然，我们也可把电子看做是糕中的枣，所以这个模型也叫做枣糕模型。

这样分割由于原子、电子都很小，在当时无法使用仪器进行直接观察，只能通过实验现象来猜想它们的结构模型。但是模型是否正确，还需要实验的检验。卢瑟福是汤姆生的学生，他决定通过实验对老师提出的原子模型进行检验。他利用放射性元素钍发出的一束很细的α粒子流去轰击一块厚度仅为0.0004cm的金箔。实验中发现，大多数α粒子都能轻易地穿过这道足足有2000个金原子直径那么厚的“原子墙”，沿入射方向继续向前运动，只有少数α粒子发生小角度的偏转，极少数的α粒子发生大角度偏转，偶尔还有个别α粒子被反弹回来。为什么会出现这样的现象呢？根据“葡萄干面包模型”，用α粒子轰击金箔，就像拿一个小面包去撞击一个大面包，很难想象小面包会通行无阻。由此，卢瑟福认为在原子内部绝大部分空间是空虚的，在原子的中央有一个核――原子核。原子核极小，带正电，当入射的带正电的α粒子离核很远时，几乎不受原子核的影响，估沿直线向前运动；少数离核比较近的α粒子受到原子核的排斥，运动方向发生偏转，并且离核越近的α粒子受到原子核的排斥力越大，偏转角度也就越大。个别α粒子正好轰击在原子核上，于是被反弹回来。

卢瑟福对实验现象进行了分析，他发现原子与太阳系竟然惊人的相似：太阳系太阳在太阳系中所占体积很小太阳在太阳系所占质量很大（约99.87%）行星在太阳系中所占质量很小太阳与行星间有引力太阳系由行星环绕太阳构成原子原子核在原子中所占体积很小原子核在原子中所占质量很大（约99.97%）电子在原子中所占质量很小原子核与电子间有引力？在事实面前，卢瑟福就像2000多年的亚里士多德所说的那样：“我爱我师，但我更爱真理。”他毅然抛开了十分尊敬和信任的老师的提出原子结构模型，于1911年提出原子核式结构，即原子中间有一个很小的原子核，原子核四周是绕核高速运动的电子。在这个模型中，原子就像太阳系一样，原子核相当于太阳，电子相当于环绕太阳高速运动的行星。因此这个模型叫做“行星模型”。

崎岖之路以上原子结构模型建立过程说明，模型的建构需要以已有的事实为基础，通过调动已有的知识和经验建立一种能解释所观察研究的对象的假想。正确的模型建立后，首先应该能够解释已知现象，然后还可以正确预测未来可以观察到的现象。如果预言的现象被新的事实所证实，说明建立的模型是正确的；如果与事实不符，说明模型还需要修改，甚至重建。燃烧吧！我的小宇宙在经典动画片《圣斗士星矢》中，每当星矢和他的四个伙伴遭遇强横的对手而命悬一线时，他们都会握紧拳头，心中怒呼：“燃烧吧，我的小宇宙！”然后就像打了鸡血一样兴奋，结果必然是逆转战局。

从物理学角度来看，这个情节不无道理。因为卢瑟福通过α粒子散射实验猜想出原子的内部结构：四周高速运动的电子绕着位于中心的原子核旋转，就像各大行星绕着太阳旋转一样。――一个原子竟然就是一个小宇宙。

每个人都是由各种原子组成的，也就是说在我们的体内蕴含着无数的小宇宙。并且原子核在分裂或聚合时会释放巨大的核能――比如太阳就是一个巨大的核聚变火炉，那么对于圣斗士们通过燃烧自己的“小宇宙”来释放潜能，实现超级挑战，我们也就不应该感到奇怪了。

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