基本的用粒子加速器碰撞就不說了，我覺得用高能鐳射可以更進一步。鐳射是宇宙中神奇的存在，光速恆定是我們這個宇宙的標誌特徵。

宇宙尺度中，一大一小都不太容易觀察，原子的直徑大小為10^(-10) m，原子核的尺度是10^(-15)m，人肉眼能夠識別的最小單位約0.1mm，也就是10^(-4) m。

所以直接觀測原子核是無法實現了，那麼人類究竟是怎麼觀測到原子核的？

這就是著名的α粒子散射實驗，1912年盧瑟福用α粒子轟擊金箔，發現絕大多數α粒子會沿著原方向前進，有的α粒子發生了小角度的偏轉，僅有極為少量的α粒子偏轉角度達到了180°，比例只佔到了兩萬分之一，也就相當於這些α粒子被反彈回來了。圖示：盧瑟福散射實驗裝置

由此實驗可以確認兩個事實：

1、原子的內部較為空闊

2、原子內部有一個體積較小，且帶有正電荷的粒子

原子核雖小，但是整個原子的“精華”所在。由於原子的尺度已經小於了可見光的光波長度，而光學顯微鏡的觀測原理就是將被觀測物質的反射波進行放大，這樣我們即使用光學顯微鏡將原子放大10^6倍後還是無法觀測到，用光學顯微鏡觀測原子核就更沒有可能。

連可見光的尺度都在原子尺度之上了，那有沒有其它方法呢？科學家想到了用尺度更小的電子去當“偵察兵”，這就是獲得諾貝爾物理學獎的電子顯微鏡，電子顯微鏡的工作原理其實和光學顯微鏡類似，只是用電子束和電子透鏡代替了光束和光學透鏡，主動射出電子束，電子束與被觀測樣品會發生如散射、衍射等現象，經過電子透鏡處理後就形成了吸收像和衍射像。

但電子顯微鏡能夠觀測的尺度僅是奈米尺度，也就是最多可以觀測到原子的尺度，但事實上也不是原子真實的影象，因為原子核的雖小，但是勢場範圍較大，電子探針只要達到原子核的視場範圍就會被偏轉，實際上電子顯微鏡觀測到地是原子核的勢場，也不是真實的原子狀態，更無法看到原子內部的精細結構，如原子核和電子等。

上圖所示為另一個神器——掃描隧道顯微鏡下的鐵原子，圖片中是用掃描隧道顯微鏡操縱48個鐵原子組成的圓環，背景是乾淨的銅板，根本看不出什麼原子的精細結構。

上圖是中國科學家用掃描隧道顯微鏡操縱原子寫下的中國兩個字，也是無法看清原子結構，與國外的解析度相比，還差一點。