一、原子核太小了

原子核跟原子比相差確實比較大，半徑差十萬倍左右，體積差約10^15倍，大概是一千萬億倍左右。這麼大的體積差距，質量卻集中到原子核上。這是早期科學家無論如何都想不到的。直到盧瑟福做實驗發現了這個事實，依然令大多數科學家震驚。

二、電子的軌道

其實最困擾科學家的，不是原子體積的問題，而是電子為什麼不會掉到核上的問題。無論從傳統力學上，還是從傳統電磁學上，電子都應該瞬間掉到核上去，但它就是不會掉下去，這是違反科學常識的。

最早幫我們解釋這個問題的是波爾，一個跟愛因斯坦齊名的科學家。他給電子的穩定性做了一些假設，他認為原子周圍存在固定的軌道，電子只能在這些軌道上運動，不能隨意地活動。這些軌道之間切換需要能量的吸收和釋放，吸收和釋放的能量是光子。不同的軌道之間能量差不同，吸收和釋放的光子也不同。波爾幫我們較形象地理解了電子不會掉下去的問題，所以直到現在學校裡學量子力學都是先學這一段。但是波爾的解釋，有一定的的誤導性，比如我們現在還是把電子的活動範圍叫軌道。其實電子的運動範圍不是一條簡單的軌道，而是一定的空間範圍，甚至不同軌道電子的活動範圍從空間上有很大重疊。

三、原子間作用力

原子間可能有多種作用力，典型的有共價鍵、離子鍵、金屬鍵、範德華力等。這些力都是把兩個原子系在一起的力。但每一種力都不可能把原子核系在一起。因為原子之間既有引力，又有斥力。距離遠，引力大於斥力，距離太近斥力又大於引力。這種力，你可以簡單理解為電磁力（雖然實際更復雜一些）。之所以有斥力，因為兩個原子的電子相互排斥，原子核也相互排斥，而且距離越近排斥力越大。

稍微理解深一些，就是電子在不受外力的情況下，在理論軌道上運動。一旦兩個原子靠近，電子的活動範圍就會受到擠壓，能量會升高，體系不穩定，急需恢復原狀。引力斥力平衡，狀態穩定，斥力大於引力，就有恢復平衡的一股力量。

四、原子可壓縮

原子受到極大的外力，可以破壞原有的平衡，克服斥力使原子半徑變小。比如氫氣收到壓力可以變成固體，固體再受壓力，可以從分子晶體變成金屬。據說金屬氫具有常溫超導的特性。

再比如白矮星自身引力特別大，把原子壓縮到很小，小到所有電子都在同一電子層上運動，能量都相同，這個狀態叫全簡併態。也就形成了密度特別大的白矮星物質，一個足球大小的白矮星物質，相當於地球上一座山的重量。由於這個力太大，有沒有任何地球材料能夠承受，所以，現在在地球上還不能做實驗模擬，只能計算機模擬。

壓力再大，就有可能把電子壓倒原子核上，電子結合質子變成中子，原子核不復存在，電子也不復存在。所有原子都變成了簡單的中子堆積，這就是中子星物質。比中子星更大的壓力，有可能把中子壓碎變成黑洞物質，這是地球文明還沒有完全理解的物質狀態。

我認為，是圍著原子核高速（很可能是光速旋轉）的核外電子，在某種程度（比如目前最先進的探測儀器的最強感知度）上就形成了原子的邊界（也就是電子雲的外圍），從而撐起來原子的體積。還有，我一直認為，原子和太陽系，銀河系乃至整個宇宙，都是無限大與無限小的關係。

這個問題挺深奧，現在就連科學家也不知道是什麼能量在支撐，就看誰說的靠譜而已，本人認為，是支撐宇宙的暗物質和暗能量在支撐著宇宙和大自然的一切。

原子核的穩定，是靠正負相吸，才能有穩定的結構，正電子有9種，一個原子只能兩種正電子相化合，大一個原子核有幾千萬個電子組成的，至少的原子也有萬個以上，在地球世界，物質的分子也只能有2種原子化合的，大分子的，只有數量的分別，才能加入其它的原子。原子有大小分別，有金屬原子同非金原子，有重原子同輕原子之分，也就是電子之中，也是金屬電子同非金屬原子，有重電子同輕電子之分，世界萬物並不是千遍一律，所以說原子核的引力大小，是根據各種電子的化合力。

原子與原子核大小相差很多，有點像我們太陽系，太陽在中間只佔那麼一小點空間，卻有半徑一光年的巨大引力場（奧爾特云為邊際），而太陽卻佔有整個太陽系質量的99.86%，所以常常有人把原子與太陽系執行打比，認為這個世界從微觀到巨集觀都是一樣的。

原則上，原子核的中心到電子雲邊緣的距離是原子半徑。但問題是，電子可以出現在任意地方，甚至可以距離原子核無限遠，所以電子雲的邊緣沒有明確的定義，這使得原子的大小也沒有明確的定義，測量單個原子的大小是不可能的。另外，原子所處的狀態不同，半徑也會變得不同。這就搞不懂了，原子的體積到底是怎麼形成的呢？電子沒有質量，原子靠什麼支撐出來的呢？難道是電子雲？無法理解，值得研究。

高顯微鏡實拍圖如下：圖三是一群原子，圖四是一圈鐵原子附著在一群銅原子上