你敢信吗?咱们天天在科学里提到的“原子”,最早意思是“根本切不开”,结果现在都能拆成电子、质子这些更小的粒子了。

可有意思的是,这“名不副实”的事儿,对科学来说居然是件好事。

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今天就跟大伙儿唠唠原子这事儿的来龙去脉,看看它为啥含义变了,科学反而更向前走了。

从“切不开”到“能拆分”:原子概念的反转

两千多年前,古希腊有俩琢磨事儿的人,一个叫留基伯,一个是他学生德谟克利特。

那时候还没有“科学家”这说法,大伙儿又搞哲学又搞对世界的观察,俩人选了个不一样的角度,他们觉得,咱们摸得着看得见的所有东西,不是火、气、水、土这些元素变来的,而是一堆特别小的“小颗粒”组成的。

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这“小颗粒”被他俩叫做“原子”,从希腊语来的,意思就是“没法再分割”。

德谟克利特还说,这些原子有不同大小和形状,不停动不停撞,撞着撞着就拼成了咱们看到的各种东西。

那时候连个简单的放大镜都没有,全靠脑子想能琢磨出这事儿,已经够厉害的了。

不过可惜的是,他写的东西全丢了,咱们现在知道这些,都是靠后来人提他的观点才了解的。

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本来这“原子不可切”的想法,就这么传了好多年,中间还被好多人质疑过,比如有人觉得“哪有什么虚空和小颗粒”。

直到19世纪初,英国出了个叫道尔顿的化学家,才把这想法又捡了回来。

道尔顿研究各种化合物的时候发现,要是按“原子”的思路算,分子量、分子式都能算得明白,比如他1803年还靠这解释了硝酸是咋组成的。

不过道尔顿也不是全对,1808年他提了六条原子理论,像“元素由原子组成”“化学反应里原子会重组”这些,现在看还没错。

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但他说“同一元素的原子都一样大一样重”,后来才知道有同位素这东西,比如碳就有碳-12、碳-13;他还说“原子不能创造也不能毁灭”,现在咱们也知道物质和反物质碰到一起能湮灭。

科学这东西就是这样,谁也不能一下子全说对,能在当时的条件下摸到边儿,已经很不容易了。

道尔顿之后,还有个叫门捷列夫的,1869年搞出了元素周期表。

他没光按原子质量排,而是按化学性质,还特意留了空位,说以后肯定能找到符合这些空位性质的元素。

后来还真找到了镓和锗,跟他说的一模一样。

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这周期表一出来,原子这事儿就更清楚了,原来不同原子的化学性质,跟它外面的电子关系特别大。

可就在大家觉得“原子就是最小的了”的时候,新发现又打了脸。

19世纪末,贝克勒尔发现了放射性,居里夫妇找到了镭和钋,还有个叫汤姆森的,做阴极射线实验的时候,居然发现原子里有更小的“电子”。

这一下就懵了,原子不是切不开吗?怎么里面还有东西?汤姆森还猜原子是“李子布丁”那样,电子像小果子嵌在带正电的“布丁”里。

本来想这模型能撑一阵子,结果1909年卢瑟福做了个金箔实验,直接给推翻了。

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他拿α粒子轰特别薄的金箔,本来以为粒子都会穿过去,结果少数粒子居然反弹回来了。

卢瑟福自己都说,这就跟拿15英寸的炮弹打薄纸,炮弹反弹回来打自己一样离谱。

这实验说明啥?原子里有个特别致密、质量特别大的“核”,也就是原子核。

从“不可切”到可拆:原子含义变了,为何对科学是好事?

原子整体看着大,其实大部分地方都是空的,原子核比原子小多了,差了差不多10万倍。

后来卢瑟福又接着研究,1919年发现了质子,1920年给它起了名

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可新问题又来了,为啥有些原子化学性质一样,质量却不一样?有人猜原子核里有电子和质子绑在一起,可又说不通为啥有的电子在里面有的在外面。

直到1932年,查德威克用α粒子轰铍,找到了不带电的中子,这才把原子结构彻底搞明白,原子核里有质子和中子,外面绕着电子。

到这儿大家才彻底清楚,原子不仅能切,还能拆成更小的粒子。

而且后来还发现,质子、中子里面还有夸克和胶子,真正“切不开”的是电子、夸克这些。

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可即便如此,咱们还是叫它“原子”,没改名字。

名字不变含义变:科学进步的小套路

其实不光是原子,科学里好多名词都这样,名字没变,意思早就不一样了。

比如“系外行星”,就是太阳系外面的行星,可按国际天文学联合会2006年对行星的定义,它其实不算严格意义上的“行星”,但大家还是这么叫。

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还有“大爆炸”,1949年第一次这么叫的时候,本来以为是宇宙一开始就炸了,后来才知道,它指的是宇宙膨胀结束后,那种炽热、致密还在膨胀的状态,不是真的“爆炸”。

更有意思的是“行星状星云”,1779年发现环状星云的时候,觉得它像行星,就这么叫了,结果后来发现它跟行星半毛钱关系没有,现在还是叫“行星状星云”。

我之前去参观古罗马遗址,看到好多圆形的神庙,以前学者都以为是“维斯塔神庙”,因为有个著名的圆形维斯塔神庙还剩了点儿。

后来才知道,这些圆形神庙可能跟维斯塔没啥关系,是供奉其他神的。

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可你想让大家改叫别的名字,难着呢,习惯这东西太顽固了。

如此看来,科学从来都不纠结名字原不原意。

发现一个东西,先给它起个当时能理解的名字,然后接着研究。

等后来了解得更多,发现名字和实际不一样了,也不费劲改名字,而是让名字的含义跟着进步。

要是每次发现新东西都改名字,科学家们光记名字都忙不过来,哪还有功夫搞研究?

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就像现在说的“暗能量”“暗物质”,要是以后发现暗能量会随时间变,或者暗物质能跟光相互作用,咱们肯定还叫它们“暗能量”“暗物质”,顶多更新对它们的认识。

还有“日落”“日出”,谁都知道是地球在转,不是太阳动,可咱们不还是这么说?“流星”也不是星星,是小天体掉进来烧起来的光,名字也没改。

所以说,原子失去了“不可分割”的原意,真不是坏事。

这说明咱们对原子的了解越来越深,从一开始的猜想,到后来的实验验证,再到拆出更小的粒子,每一步都是科学的进步。

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科学的重点从来不是守住一个名字的老意思,而是不断探索事物的本质。

以后咱们再提到“原子”,不用觉得它“名不副实”。

相反,应该觉得挺有意思,一个两千多年前起的名字,跟着人类对世界的认知一起成长,直到现在还是咱们理解现实的重要概念。

这大概就是科学最迷人的地方之一吧,不固执于过去,永远朝着更真实的方向走。