有兩個問題人類沒有搞清楚。一個是宇宙有多大，一個是微觀世界有多大。

在漢語中，“微”這個詞有很多含義。指的是“小”，比如微小、細(xì)微等等；也可以說是“一無所有”，比如《岳陽樓》里的“維斯人，誰來還”。而微觀世界中的“微”自然不能說是“無”，否則學(xué)習(xí)又有什么意義呢？但可以解釋為“小到?jīng)]有”。所以有兩種說法:

1.說到“小”，一定程度上不可能更?。?/p>

2.說“小到?jīng)]有”，就是沒有最小的，只有更小的。

古希臘人在這個問題上有過大膽的猜測，偉大的哲學(xué)家德謨克利特采取了第一種態(tài)度。他在公元前450年左右提出了“原子”的概念，意思是“不可分割”。德謨克里特斯認(rèn)為宇宙中的一切都是由最小、最堅硬、最不可分割的原子組成的，原子數(shù)量和排列的不同使世界變得多樣化。他甚至認(rèn)為人類的靈魂是由原子組成的。

原子理論被廣泛推測和反對，其中柏拉圖和亞里士多德是最反對的。他們繼承了古希臘的元素理論，這是從古巴比倫人和古埃及人那里繼承來的。他們認(rèn)為世界上的一切都是由水、土壤和空氣組成的。

被稱為“哲學(xué)史第一人”的古希臘泰勒斯(約公元前624-547年)拋棄了地球和氣體。他認(rèn)為世界的本質(zhì)是水，萬物都是由水元素構(gòu)成的，而土和氣只是水的凝結(jié)和稀薄。泰勒斯的學(xué)生阿那克西曼德(約610-545年前)在水、土壤和空氣的基礎(chǔ)上增加了第四元素火。

從那以后，古希臘人對元素說了很多話。古希臘人恩培多克勒(Empedocles，公元前495-435)發(fā)展了四種物質(zhì)元素理論，虛擬了愛恨兩種抽象元素，使基本元素結(jié)合分離，從而構(gòu)成宇宙萬物。這種觀點最終被亞里士多德繼承，但他并不認(rèn)為有愛與恨的抽象元素，他認(rèn)為物質(zhì)元素成對的相互作用可以構(gòu)成宇宙萬物。這類似于中國古代萬物都是由陰陽五行相互作用而形成的。

可能是因為“原子”沒有“水、土、氣、火”那么直觀，也可能是因為亞里士多德的名氣太大。在接下來的兩千年里，元素理論在生活中盛行，但在科學(xué)上并沒有大的發(fā)展。原子理論再次被提上日程，是因為人類思考光的本質(zhì)，也就是光的粒子理論。此時正是笛卡爾和牛頓的時代。

1661年，英國化學(xué)家羅伯特·波義耳(1627-1691)提出物質(zhì)由不同的“粒子”或原子組成。它不是由空氣、土壤、火、水等基本元素組成的，從而建立了質(zhì)點理論。恩格斯認(rèn)為波義耳是第一個將化學(xué)確立為科學(xué)的化學(xué)家?？梢哉f波義耳是歷史上第一個化學(xué)家。

1789年，法國貴族拉瓦錫(1743-1794)重新使用并定義了原子這個詞:化學(xué)變化中最小的單位。其實也是真的。他把化學(xué)從定性研究改為定量研究，并命名為氧和氫。他通過大量的實驗(也就是狹義相對論那一章小明考試的故事)證明了質(zhì)量守恒，后來世人尊稱他為“現(xiàn)代化學(xué)之父”。

1803年，英國物理學(xué)家約翰·道爾頓(1766-1844)在古希臘的原子理論和牛頓等人的粒子理論的基礎(chǔ)上創(chuàng)立了原子理論。他認(rèn)為:

1.元素由不可分割的原子組成；

2.同一元素的原子相同，不同元素的原子性質(zhì)不同；

3.當(dāng)不同元素結(jié)合(如氫燃燒)時，原子以簡單的整數(shù)比結(jié)合(水)。

值得一提的是，道爾頓患有先天性道爾頓癥，俗稱色盲。當(dāng)時人們還不了解色盲，但是道爾頓對此很感興趣，發(fā)表了研究論文。為了紀(jì)念他，色盲也被稱為道爾頓癥。俗話說，上帝為你關(guān)上一扇門，留下一扇窗。如果你打開它，它是一個傳說，一個故事。如果關(guān)閉了，只能感覺自己得了這樣的病，沒有這樣的生活。

少說話！在這里，元素不再是古希臘元素，原子也不再是古希臘原子。我覺得元素和原子的區(qū)別在于集合和物體。比如，你可以說我是“一個有趣的人”，但你不能說我是“一個有趣的人”。所以只能說:一個原子，一個元素。

那么問題來了，原子內(nèi)部是什么？黑暗還是輝煌，誰也不知道，就像一顆堅硬的核桃，核桃夾打不開。就連屠龍刀和伊都在眺望大海，但簡而言之，他們是可以重新打開的。這就是原子不可分的思想。

但是，不能說“不可分”就否定原子理論。幾十年后，英國科學(xué)家神奇地打開了原子。時間是1897年。這位科學(xué)家被稱為J·J·湯姆遜(1856-1940)，一位著名的英國物理學(xué)家。當(dāng)他2歲的時候，世界上有一種叫做“陰極射線”的東西。

1858年，德國科學(xué)家尤利烏斯·普呂克(1801-1868)將空氣體泵入一根非常細(xì)的玻璃試管中，然后在試管兩端安裝電極板，電極板上加了幾千伏電壓，在與陰極相對的試管壁上發(fā)出綠光，但陰極沒有發(fā)出任何東西。那么這到底是什么光芒呢？有兩種觀點:粒子或電磁波。

偉大的赫茲對此進(jìn)行了實驗。當(dāng)他把試管放在磁場中時，他發(fā)現(xiàn)綠色會偏轉(zhuǎn)。但是沒有最終結(jié)論。湯姆森巧妙地對實驗進(jìn)行了修改，在陰極射線前加入了振蕩磁場，在磁場前加入了熒光屏。

通過改變磁場強(qiáng)度和測量電子在屏幕上的位置，可以計算出這個粒子的荷質(zhì)比。

1897年4月，湯姆遜做了一份關(guān)于陰極射線的研究報告，聲稱發(fā)現(xiàn)了比原子小的粒子——電子。給出了電子的荷質(zhì)比、負(fù)電荷等性質(zhì)。

就這樣，原子核桃被湯姆森先生形象地打開了。然后問:“先生，你切的原子核桃是什么？生的還是熟的？紅色還是白色？液體還是固體？”

湯姆森先生看了看，平靜地回答說:“對不起，我打開了。也許Meybe是個蛋糕。一份奶油布丁和葡萄干蛋糕”。(核桃和蛋糕的區(qū)別是核桃的外殼比較厚，我覺得用原子來形容不合適。).

這是湯姆遜的原子蛋糕模型。這個模型只是人工猜測，有很多問題。最后被湯姆遜學(xué)生的新原子模型取代。

我們不急著講原子模型的故事。這個時候，物理學(xué)的重中之重就是我們頭頂上的兩朵烏云。讀者，如果你記得很清楚，你一定記得20世紀(jì)初的兩朵烏云。第一片烏云終于下起了“相對論”。第二朵烏云呢？