基础知识 原子就像小孩子：它们总是动个不停，永远不会彻底安静下来。可见宏 观世界与微观世界之间存在着显著的对比。注视一杯水，水似乎是静止不动 的，但是在液体内部，水分子正在狂野地舞动。1827年，一位叫做罗伯特·布朗的苏格兰植物学家，在研究月见草的花 粉颗粒时，令其悬浮于显微镜下的水滴中。他发现微小的花粉颗粒一直在上 蹿下跳，动个不停。这种运动看起来毫无秩序可言，其运动方式没有什么规律。实际上，花 粉颗粒的舞动确实是混乱无序的。这种不规则的舞动称为布朗运动，但是在 阿尔伯特·爱因斯坦将其与原子行为联系起来之前，它还只是一种奇异的现 象而已。前沿资讯 爱因斯坦在1905年完成了三篇伟大的论文。关于相对性和光电效应的著 述为他赢得了声望，但第三篇关于布朗运动的文章也绝对是同样重要的。到 那时为止，原子的概念完全是理论性的。但是爱因斯坦指出，花粉颗粒的舞 动是由很多个水分子的随机影响所导致的。爱因斯坦利用布朗运动说明，使 小颗粒漂浮的液体是由难以计数的剧烈运动的分子所组成的。基础知识 在证明原子确实存在后，人们很快（快到令人吃惊）就发现“原子”（意 味着不可再分）这个名字实际上是不准确的。尽管布朗运动表明原子和分子 都是真实存在的，但显然原子并非不可再分。1895年，英国科学家约瑟夫·约翰·汤姆森发现原子中有一种带负电荷 的粒子，并将其命名为电子。他设想原子就像是洒满了葡萄干的布丁。葡萄 干就是电子，布丁的其余部分带正电荷并与其中和因而原子本身不带电荷。前沿资讯 新西兰科学家恩斯特·卢瑟福推翻了汤姆森的葡萄干布丁模型。卢瑟福 的想法是，将其他粒子打进一个原子中，看看它们有什么反应；这就像是将 一个球反复掷向某个看不见的物体，通过观察球的反弹情况来推测该物体的 结构。他所使用的球是阿尔法粒子，即氦原子的原子核。当这些粒子撞击到 涂有荧光材料的屏幕上时，就可以被检测到。如果原子如同汤姆森所设想的 一般，那么强劲的阿尔法粒子应该会从中穿过。绝大多数粒子确实是这样的，但是偶尔会有一个反弹回来。这个意料之外的结果使卢瑟福认识到，原子 有一个体积小、密度大、带正电荷的核，它使阿尔法粒子反弹回来。他由此 确立了我们所熟悉的原子像一个太阳系的观念，即带正电荷的原子核位于中 心，带负电荷的电子在它周围游荡。P4-7
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