原子是物理學上，分子組成的一個粒子概念，也可以說是一切物質組成的最基本的基礎粒子物理概念。物質是由分子構成的，分子由原子構成的，原子由原子核與核外電子構成的，原子核由質子與中子構成的，中子由……，

原子是構築萬物的建築材料，你，我，樹木，甚至我們呼吸的空氣都是由原子個構成的。你看不到原子，它們太小了。即使想橫跨句末驚歎號上那個小小的圓點，也需要上千萬個原子手拉手才行！原子的中心是一小團的物質，叫做原子核。圍繞著原子核，如同行星圍繞太陽一般，是更加稀薄的一團團物質，叫做電子。在原子核與電子之間，有大量的空間。也就是說，你我這些原子組成的人，幾乎都是空的。

物理教科書的定義是物質的基本構成，由質子中子電子組成，可以區分不同物質的最小單位。根據宇宙大N理論，原子是由構成空間的基本粒子的機械振動和能量粒子組成，表觀由質子中子重粒子和電子等輕粒子構成的一級宇宙系統，如同太陽恆星系統是構成銀河星系的構成部分一樣，原子是構成物質的基本部分。

在化學反應中，原子是最小、最基本的結構，不可繼續往下分。例如，黃金就是由金原子組成。但在粒子物理學中，原子還可以繼續往下分，還有比原子更小的結構。除了氫原子之外，其他原子都是由三種基本粒子組成：質子、中子和電子。質子和中子結合形成了原子核，電子在原子核周圍的空間軌道上執行。在氫原子核中，只有一個質子，並沒有中子。

中子不帶電荷，質子帶正電荷，所以原子核帶正電。由於繞核運動的電子帶負電荷，且質子數等於核外電子數，因此整個原子呈現電中性。

此外，質子和中子還能繼續往下分，它們都是由夸克組成。其中質子由兩個上夸克和一個下夸克組成，中子由一個上夸克和兩個下夸克組成。由於上夸克和下夸克所帶的電荷數分別為基本電荷的2/3和-1/3倍，因此，可以看到質子所帶電荷數為一個基本電荷，中子則不帶電。

幾乎所有的原子質量都集中於原子核中的質子和中子，因為電子的質量非常小，原子核質量佔整個原子的99.9%。另外，由於電子圍繞原子核運動，原子內的大部分都是空的。據估計，原子核僅佔原子大小的一萬分之一。原子的直徑約為十分之一奈米，這大約是人類頭髮絲寬度的十萬分之一。如果把4300萬個鐵原子並排成一條直線，則這條線的長度僅為1毫米。

如果所有物質都是由原子組成，那麼，為什麼會有不同的元素呢？

事實上，這都取決於原子的內部結構，每種元素含有不同數量的質子。例如，每個氫原子都有1個質子，而每個氧原子都有8個質子。有些元素甚至存在不止一種形式，它們有著相同的質子數，但中子數不同，它們被稱為同位素。例如，氫有三種同位素，分別是沒有中子的氕（普通氫）、擁有一箇中子的氘，以及擁有兩個中子的氚。

原子，分子都是有一定自閉性的穩定的完整的關聯結構，是物理性質在不同層級的基本單位，推而廣之，小如粒子，大到星球，星系，星團……都是穩定的關聯結構。幾個原子和幾百個原子的性質幾乎一樣，但是幾個原子組成分子後，和幾個沒有結構的原子性質幾乎完全不同。對這種結構關聯的認識還處於發現，複製，沒有能力詮釋。

原子，在化學上是最小化學反應物質，化學性質由原子外圍電子決定。

原子，在物理上是由基本粒子組成，基本空空如也，外圍是電子雲，佔據了原子絕大部分空間，帶負電荷。內部核心，極小，佔據了原子絕大部分質量，為原子核，原子核由中子團減去負電子團組成，減去的負電子為負電子空穴，表現為正電子，一箇中子減去一個負電子錶現為質子，質子帶正電，吸引外圍電子雲，中子不帶電。負電子空穴在中子中四處遊動，造成中子團區域性一會兒表現為質子，一會兒表現為中子，中子質量大於質子質量，中子由夸克及膠子組成，夸克及膠子在中子內部，為最小物理單位，且不單獨存在，對原子核外禁閉，形成複合粒子如質子，中子才可觀測得到。

原子與原子透過電子雲結合，形成單元素或複合分子，構成大部分質量物質。

組成世界的基本單元是什麼？自古以來人們就在不斷思考這個問題。古希臘人留基柏和德謨克利特從哲學層面上提出了“原子論”的思想：原子是一種最後的不可分割的物質微粒，它的基本屬性是"充實性"，每個原子都是毫無空隙的。就像給你一個蘋果，和一把足夠鋒利的刀，把蘋果切成兩半，再把其中一半又切成兩半，然後不停地切下去。會不會越切越小，越切越小，切到了盡頭的最小單位就是原子。但這個原子的概念還是停留在哲學層面，在古希臘語裡面，原子就是“不可再分”的意思。

近代科學時期，人們重新開始思索組成萬物的基本單元，伽森第、笛卡爾、玻意耳、拉瓦錫、道爾頓等人就是其中代表。當時化學研究中已經有了化學元素的概念，道爾頓將原子論和化學元素結合起來，提出了近代原子論。道爾頓認為有多少種不同的化學元素，就有多少種不同的原子；同一種元素的原子在質量、形態等方面完全相同。他還強調查清原子的相對重量以及組成一個化合物“原子”的基本原子的數目極為重要。受到當時牛頓力學的影響，道爾頓認為原子是透過萬有引力相互作用而組成化合物的，雖然這個觀點並正確，但道爾頓的近代原子論為後來人們對微觀粒子的研究指明瞭方向。

現代人們將原子定義為化學反應中的最小單元，原子具有內部結構，即它由原子核和核外電子組成。原子的典型直徑在10^-10米，原子核直徑小於10^-15米。如果把原子比作足球場那麼大的話，那麼原子核只是足球場上的一隻螞蟻那麼大小。原子核外，都是電子的運動空間。

有關對原子內部結構的認識，也是經歷了一個漫長的過程。在此期間有許多關於原子結構的模型，比如道爾頓的實心球模型、湯姆遜的葡萄乾布丁模型、日本科學家的土星模型和盧瑟福的行星模型等等，不過大部分這些模型都屬於猜測並逐漸被更多的實驗事實所否定。玻爾為了解釋氫原子的光譜，提出了基於普朗克和愛因斯坦量子論的原子模型。他認為原子中的電子在某些分立的固定軌道上執行且不輻射能量，不同軌道上的電子具有不同的能量，這些分立的能量值叫做能級，僅當電子從一個能級躍遷到另一個能級時才會發射或者吸收兩個能級差的能量值，從而原子光譜是一條條離散存在的光譜線，光譜線的能量值滿足電子能級之間的躍遷規律。玻爾的原子論成功解釋了最為簡單的氫原子光譜，但是對更為複雜的光譜卻無能為力。這是因為他雖然採用了量子論的觀點——分立的能級和離散的能量，但是他還是基於經典力學中的行星軌道思想出發，只是加以一些約束條件而已，故而他的原子論屬於半經典模型。

真正要理解原子內部電子的運動行為，還得用量子力學觀點。量子力學是描述微觀粒子運動的基礎理論，它從19世紀末20世紀初開始發展，經過普朗克、愛因斯坦、玻爾、德布羅意、薛定諤、海森堡、波昂、康普頓、泡利、狄拉克等人的努力，已經成為現代物理中最為重要的理論之一。量子力學認為微觀粒子的運動和宏觀物體相比有著很大的區別，即微觀粒子的運動除了粒子性以外還具有波動性，波粒二象性使得粒子在運動過程中既表現出一些類似宏觀剛性小球的行為，如碰撞和散射等，又表現出波的行為，如衍射和干涉等。微觀粒子的運動狀態可以用波函式來描述，波函式一部分是粒子在空間中的位置，另一部分描述的是粒子的動量分佈，它是一個複數形式的函式。波函式滿足薛定諤方程，即波函式隨時間演變行為與其動能和勢能的分佈有關。波函式的模方代表粒子在空間某個位置出現的機率，波函式之間的相互作用是和波動類似的複數形式。根據薛定諤方程可知，對於特定波函式描述的微觀粒子，其能量值只能取一些離散的特徵能量，這就是玻爾原子論中能級的本質。實際上原子內部的電子運動並存在人們設想如同行星一樣的“軌道”，電子只是的原子核附近存在一些特定的機率分佈，描述電子在原子核內部的分佈可以採用“電子雲”的概念，即電子在不同空間位置的出現的機率不同，將這些機率用空間分佈函式來描述就是電子雲。在某些特定的地方電子出現的機率較大，原子內部的電子雲就呈現“殼層”分佈，這就是玻爾原子模型裡的分立軌道的本質，因此人們又將它們稱為“電子軌道”。不同電子軌道的電子態數目不大一樣，其電子雲分佈形狀也形態各異。

（話題影子：原子是什麼？）沒有答案的觀點與論述（黃金級問題）

原子是什麼？這個問題在大多數人看來很白痴！但是，這確實真正的科學探索精神！因為我也是這樣

也許，這些問題在我們一生中、短時間內我們都無法探索、尋找、獲知到正確答案，但是正是因為有了我的這類人的思路、發問、疑惑，才有了我們更多人的研究、探索、與猜想，從而為後人研究、解惑，提供了思路、相關研究成果或結論，從而最終為找到答案、發現本質、實質提供了可能。也才有了科學真正的發展與進步！

……

2018、5、6