我們平常見到的很多物體都是穩定的。比如我們屁股下面坐的椅子，手中拿的手機，打開電腦看到的螢幕，在很長一段時間內都不會突然變形、走樣或爆炸。這是為什麼呢？
這個問題一定會讓你覺得莫名其妙。這有什麼好問的？本來就應該如此啊！比如說，我們平常用的不銹鋼湯勺和刀叉，拿在手裡感覺很結實、很堅硬。我們覺得這理所當然，它們本來就應該堅硬。還有很多其他材料也很結實，例如比不銹鋼更堅硬的材料——鑽石。然而，我們很快會看到，這真的是一個燒腦的問題。
當然，很多材料沒有不銹鋼餐具和鑽石這麼堅硬，例如石頭。石頭也很堅硬，不論是大石頭還是小石子，它們都不會突然變軟，不會突然變小，更不會突然爆炸。還有比不銹鋼和石頭更不結實的東西，例如木頭。但木頭也不會突然變小，不會突然向內塌陷，也不會突然向外爆炸。
我們日常見到的不銹鋼、鑽石、石頭、木頭，它們都是固體。固體不會在一般壓力之下變形，這是固體的性質。此外還有液體，比如我們日常生活裡最需要的東西——水。一個人可以幾天不吃飯，但是不能幾天不喝水，幾天不喝水人就會死掉。水這種東西也不會突然爆炸，不會從一杯水突然縮小到一滴水。水的大小，或者說體積，不會改變，這種性質跟固體是一樣的。
還有比水更柔軟的東西，就是空氣。我們可以看到天上的雲彩以及藍色的東西，這藍色的東西就是空氣。空氣之所以變成藍色，是太陽光照到空氣上面產生漫散射造成的，具體細節我們在這裡就不講了。藍色空氣是比水更加柔軟的東西，物理學中把它叫作氣體。氣體同樣不會突然變大，也不會突然變小。這種不會突然變大或變小的性質，叫作穩定性。
一個多世紀以前的物理學家就已經發現，不論是固體、液體還是氣體，這些物質實際上是由更小的原子組成的。我們用顯微鏡看這些物體，特別是前面提到的不銹鋼，就會看到不銹鋼裡面有很多原子，排成一列一行、非常規則的形狀。但你會發現，在不銹鋼原子之間存在很多空隙，也就是空白的區域。不銹鋼原子和空白區域的尺寸差距有多大，待會兒我們會用一個形象的比喻來描述。你會看到不銹鋼原子與空白區域相比小得可憐。也就是說，兩個原子之間的空隙非常大，大到不可思議。
這就產生了一個問題，如果把水杯放在桌子上，為什麼水杯不會穿過桌子掉下去？我們已經知道，水杯和桌子都是由原子構成的，而桌子裡的原子和原子之間存在很大的空隙，水杯的原子和原子之間也存在很大的空隙。那麼，為什麼組成水杯的原子不會從組成桌子的原子之間的空隙中掉下去？這是一般人平時完全沒有思考過的問題。換句話說，儘管世上有很多物體，表面看好像很密實，中間沒有任何空隙，但如果拿顯微鏡一看，你就會發現，其實這些物體內部絕大部分區域都是空的，而原子就懸空排在那裡。但奇怪的是，這些物體依然能保持穩定，不會突然變大或變小。為什麼會這樣呢？這就是我們想問的問題。而這些問題的正確答案，就在我們這本書介紹的量子力學中。
第一個發現物體內部很空的人叫盧瑟福，是英國劍橋大學的一位物理學家，1908年獲得了諾貝爾化學獎。一位元物理學家，最後居然得了諾貝爾化學獎，聽起來是不是很奇怪？盧瑟福本人對此也是相當不滿，覺得自己明明應該得物理學獎。可能你會問，物理學獎也好，化學獎也好，都是諾貝爾獎，得哪個都一樣，幹嗎還要斤斤計較呢？對我們普通人來說，這兩個獎確實差不多。但在盧瑟福看來，這兩個獎的區別可大了，化學獎完全不能和物理學獎相提並論。因為他曾說過一句名言：“科學研究，除了物理，其他的都是集郵。”
盧瑟福
不但盧瑟福本人很牛，他培養的學生也是超級厲害。他的學生和助手，先後共有12個人獲得了諾貝爾獎！要知道，除了歐美、日本等少數發達國家和地區，其他大多數國家都沒有這麼多諾獎得主。換句話說，盧瑟福一個人培養的諾獎得主，比世界上絕大多數國家以舉國之力培養出的諾獎得主還要多！在盧瑟福所在的卡文迪許實驗室，還一直流傳著這麼一個故事，一天深夜，盧瑟福去實驗室檢查，意外地發現有個學生在做實驗。他走到學生的身後，輕聲問道：“你上午在幹什麼？”學生回頭一看是盧瑟福，立刻站起來回答：“在做實驗。”盧瑟福又問：“那下午呢？”學生回答：“在做實驗。”盧瑟福再問：“晚上呢？”學生以為老師會表揚他勤奮，所以得意地回答：“也在做實驗。”沒想到盧瑟福一臉嚴肅地問：“你整天都在做實驗，還有時間去思考嗎？”學生當時就啞口無言。臨走時，盧瑟福告誡他：“別忘了思考！”從此，這句話就成了卡文迪許實驗室的名言。
言歸正傳。盧瑟福想要研究原子內部有什麼結構。他設計了一個實驗，用一種叫α粒子的東西來往物體內部打。他發現α粒子很容易穿過物體，說明物體內部大部分都是空的。但隨著實驗的進行，奇怪的事情發生了：有一次，α粒子打進物體內部後，竟然從原路反彈回來！盧瑟福後來在回憶錄裡寫道：“這是我一生中碰到的最不可思議的事情。就好像你用一門口徑約40釐米的大炮去轟擊一張紙，卻被反彈回來的炮彈擊中一樣。”這說明什麼呢？說明在原子內部，一定存在著一種特別小、又特別堅硬的東西，也就是所謂的原子核。就這樣，盧瑟福弄清楚了原子的結構：內部有一個特別小、帶正電，還特別堅硬的原子核，原子核外有一些品質更小、帶負電的電子。
在繼續往下講之前，讓我們先回顧一下本節課中提出的問題：為什麼由很多原子構成、中間存在很大空隙的物質能保持穩定？這個問題為什麼很難回答呢？
我們現在想像有兩隊士兵，他們排成兩排，每排相鄰兩個士兵之間的距離為十米，然後他們互相朝對方走過去。你會發現由於每排士兵之間都相距十米，他們撞上對方士兵的可能性是很小的。多數情況下，他們會相互穿過，沒有任何碰撞地走過去。這其實就是我們前面問的問題。把一個水杯放在桌子上，水杯原子間存在很大的空隙，桌子原子間也存在很大的空隙。但問題是，水杯原子總能撞上桌子原子，因此才不會穿過桌子掉下去。
士兵的例子其實只是一個簡單的類比。事實上，這個問題比我們想像的要驚人得多。物質的原子之間，已經空蕩到極其誇張的程度。到底有多誇張呢？現在就讓我們來看一看。
打個比方，讓我們把一個原子核放大一千萬億倍。一千萬億是什麼概念呢？我們地球上目前有70億人。有人估算過，如果把所有曾在地球上生活的人都加起來，大概會有一千億人。用這一千億再乘以一萬，就是一千萬億。這麼大的數字，一般只有在天文學中才會用到，所以人們就把這類數字叫作天文數字。把一個原子核放大一千萬億倍，這個原子核的直徑就會達到1米，和一個士兵的身高差不多。
我們前面已經提到了原子的結構，就是電子在繞著原子核轉，有點像地球在繞著太陽轉。我們把電子所在軌道的大小看作是一個原子的大小。類似的，我們把原子也放大一千萬億倍。你猜現在的原子會變成多大？有100公里，大致相當於從北京到天津的距離。換句話說，如果把原子核放大到一個人的大小，那麼原子核之間的距離最少也會有從北京到天津那麼遠。讓我們回到士兵的比喻。有兩排士兵，每排相鄰的兩個士兵之間都隔了100公里。現在讓這兩排士兵互相朝對方士兵走去。那他們會彼此相撞嗎？肯定不會！
可能聰明的小朋友會問了，雖然原子核之間隔了很遠，但如果讓每個原子核或電子都運動起來，就像讓每個士兵都在自己的隊伍裡來回跑動，這兩隊士兵是不是就會相撞了呢？答案是相撞的可能性的確會增大，但依然非常小。因為相鄰士兵之間畢竟隔了100公里，那可是從北京到天津的距離。不相撞，就可以互相穿越。那為什麼我們在現實生活中從未看見水杯穿越桌子掉下來呢？
第一個回答這個問題的人就是玻爾，他是丹麥的一位大物理學家，也是盧瑟福的學生。他最早提出了氫原子的模型，也就是一個電子繞著一個原子核轉的模型。在談玻爾的氫原子模型之前，我們先來講幾個關於玻爾的有趣故事。
先說一個流傳甚廣的故事。有一天，盧瑟福的一個同事突然打來電話，說他現在有一個學生考得很糟，他要給零分，這個學生偏說自己該得滿分，請盧瑟福來評判一下到底誰對誰錯。原來，盧瑟福的同事出了這樣一道題：“給你一個氣壓計，你怎麼用它來測量一棟樓的高度？”答案其實很簡單。地面的氣壓比較高，高處的氣壓比較低。如果我們去雲貴高原，或者去更高的青藏高原，就會感受到青藏高原和雲貴高原氣壓是比較低的。利用地面和樓頂測到的氣壓值，就可以推斷出大樓的高度。
玻爾
但玻爾的回答讓人大跌眼鏡。他說可以把氣壓計拿到樓頂，另外帶一根很長的繩子，把氣壓計系在繩子的一頭，再把氣壓計垂向地面，等氣壓計碰到地就收回來，收回來的繩子的長度就是大樓的高度。這個回答當然是正確的，但並不是一個物理學的答案。所以盧瑟福的同事就想給他零分。
盧瑟福見到玻爾的時候，玻爾說其實他有五六個物理學的答案。盧瑟福就好奇了，說你能說出幾個你的答案嗎，玻爾說好。有一個物理學答案是這樣的：把氣壓計拿到樓頂上，然後一鬆手讓它自由落地，通過測量它落地的時間，就可以根據自由落體定律算出大樓的高度。玻爾還有好幾個物理學的回答，都是這種雖然正確、但令人抓狂的答案。最後，玻爾說他還有一個最簡單的答案：可以去找大樓的看門人，跟他說如果他能告知大樓的高度，就把氣壓計送給他。盧瑟福覺得這個年輕人很有才氣，於是就給了他滿分。
不過真實情況是，玻爾第一次見到盧瑟福的時候，他就已經在哥本哈根大學拿到了博士學位。玻爾後來又回到了哥本哈根大學，創建了著名的玻爾研究所。順便說一下，我的博士學位就是在哥本哈根大學的玻爾研究所拿到的，那是1990年的事了。所以，上面講的故事其實是玻爾的粉絲編出來的，來說明玻爾多有才氣。下面我再講一個真實的玻爾的故事。
一提起科學家，很多人腦海中立刻浮現出一副陳景潤似的身單力薄、病歪歪的形象。但事實上，科學家中也有不少肌肉男，其中最典型的例子就是玻爾。玻爾年輕時是一個非常有名的足球運動員。他還有一個後來當了數學家的弟弟，比他更厲害，曾經代表丹麥國家足球隊參加過奧運會，並且獲得了奧運會的銀牌。兄弟倆都曾效力于哥本哈根大學足球隊。這是一支很強的球隊，多次獲得丹麥全國比賽的冠軍。玻爾是這支球隊的替補守門員。為什麼是替補呢？我們剛才說過，玻爾所在的球隊很強，一般都是他們去圍攻別的球隊的大門，很少會讓別的球隊威脅自己的球門。作為這支強隊的守門員，玻爾在大多數時間裡都是很閑的。為了打發時間，他養成了一個“壞”習慣，就是在空閒的時候會找幾道物理題來算。有一次，他們和一支德國球隊比賽，玻爾又習慣性地算上物理題了。結果德國球員發動反擊，看到對方守門員不知道在發什麼呆，就直接遠射吊門。玻爾還沉浸在物理的世界裡，根本沒注意到發生了什麼就被德國人攻破了球門。玻爾球隊的教練勃然大怒，從此以後就把玻爾貶為替補守門員了。
基於盧瑟福的實驗結果，玻爾提出了著名的氫原子模型。下面就是這個模型的示意圖。氫原子中心有一個原子核，原子核外還有一個電子。最關鍵的是，電子只能在一些特定的軌道上運動。這就像學校運動會的100米賽跑，運動員只能在自己的跑道裡完成比賽，而不能橫穿操場直接跑向終點。電子也是如此，它只能待在特定的軌道裡，無法在其他地方穩定存在。這樣就像我們剛才所說的，如果士兵都可以在自己隊伍裡來回跑動，那麼這兩隊士兵相互走過去的時候就有可能碰到一起了。
儘管這兩隊士兵都可以在自己隊伍裡跑，他們相互走過去碰到一起的可能性還是很小，畢竟相鄰兩個士兵之間隔了100公里。所以玻爾的氫原子模型只是解決物質穩定性問題的第一步。
第二個推動問題解決的人是德國物理學家海森堡。海森堡在大牌物理學家中是一個異類。為什麼這麼說呢？因為很少有大牌物理學家像他這樣數學不好。海森堡讀博士時研究的是湍流，就是我們平時看到的那種江河水很混亂地流動的現象。研究湍流需要解一個很複雜的方程。但是海森堡數學不好，解不出來，弄得差點都畢不了業了。不過海森堡有一個很大的優點，就是他的物理直覺特別好。也就是說，他雖然搞不懂中間過程，卻善於跳過過程直接得到最終的結果。海森堡猜出了一個此方程的近似解，拿到了博士學位。結果這個為了畢業亂猜出來的解，最後居然被一些數學家證明是正確的。
海森堡
回到我們的主線。海森堡是怎麼解釋物質穩定性問題的呢？他說原子中的電子，其實並不在一個個獨立的軌道上運動，而是像我們上節課講的，像鬼影一樣到處移動。換句話說，電子的位置是不確定的，任何時刻都會同時出現在很多地方。只有當我們去看的時候，才能知道電子具體出現在哪裡；如果不去看，電子就會同時待在很多地方。聽起來很奇妙，對吧？這就是量子力學的神奇之處。
海森堡是怎麼產生這種奇妙的想法的呢？24歲那年，海森堡得了很嚴重的過敏性鼻炎，沒法工作了。所以他跑到一個叫黑爾戈蘭的小島上去度假療養。這個島光禿禿的，島上沒有樹，沒有花，沒有草。海森堡住在這個光禿禿的小島上，過敏性鼻炎好了，因此他腦子也清醒了。他思考玻爾的模型，覺得如果拋棄軌道的概念，讓電子可以到處亂轉，並同時出現在很多地方，那原子結構就會變得穩定。你想啊，雖然兩個士兵相距100公里，相當於從北京到天津，但這些士兵個個有超能力，在任何時刻都能出現在北京與天津之間的任意地方。那你說，這兩排士兵是不是就很容易撞上了呢？
這是正常的答案。但我想真實的故事應該是這樣的：海森堡在光禿禿的小島上覺得無聊，四處散步，然後黃昏時看到了低垂於海面上的雲彩。他突然來了靈感，覺得電子要是沒有確定的位置，而是像雲彩一樣飄散在各處，兩個原子就有可能會撞到一起。
但我們知道，雲彩是軟綿綿的。兩朵雲相撞的時候會融為一體，而不是像水杯和桌子那樣涇渭分明。換句話說，雖然海森堡的理論讓相距甚遠的原子可以撞到一起，但無法保證它們相撞後能互相彈開。所以，物質穩定性問題依然沒有得到解決。
泡利
第三個解決問題的人出現了，他就是海森堡的師兄，奧地利物理學家泡利。
泡利是歷史上赫赫有名的天才。天才到什麼程度呢？我給你們舉個例子。我們都知道，20世紀最偉大的物理學家是愛因斯坦，而愛因斯坦最著名的理論是廣義相對論。這個理論特別艱深，以至於在它被提出後的十年間，全世界都沒有幾個人能搞懂它。但在廣義相對論被提出後的第五年，年僅21歲的泡利就寫了一本書來系統地介紹它。你想想看，一個21歲的年輕人，僅憑一己之力就弄懂了全世界沒幾個人懂的理論，還把它深入淺出地寫成了一本書，這是一件多麼不可思議的事啊！就連愛因斯坦本人都發出驚呼：“任何該領域的專家都不會相信，此書竟出自一個年僅21歲的青年之手。”
現在我們來講講泡利是怎麼解決這個問題的。泡利這個人很喜歡跳舞。一個有名的故事說，他曾為了參加一個大型舞會而拒絕出席某屆索爾維會議。索爾維會議是歷史上最有名的物理學會議，每次都會邀請幾十位元世界上最著名的物理學家。能參加這個會議，對物理學家而言是一件很榮耀的事情。但泡利放著這個最著名的物理學會議不參加，反而去參加了一個舞會。
泡利在舞會上發現了一種現象：一個男生和一個女生跳舞，通常都是一對一對跳的；而如果一個女生跟一個男生跳舞，她會很討厭另外一個女生也加進來跟這個男生跳舞。
可能會有小朋友說了，這算哪門子發現啊？這不是誰都知道的事嗎？但恰恰是受這個平淡無奇的現象啟發，泡利發現了著名的泡利不相容原理。這個原理其實很簡單，就是說在一個氫原子核周圍只能有一個電子，另外一個電子根本就進不去。正如一個男生只能和一個女生跳舞，不能同時跟兩個女生跳一樣，“一朵雲彩”裡面也只能有一個電子，不允許第二個電子的存在。你看，泡利不相容原理一引進來，原來軟綿綿的雲彩立刻就變得很堅硬了吧？換句話說，原子是由一對對“舞伴”組成的，他們不喜歡其他的“舞伴”隨便靠近。正是由於這個原因，兩個原子勢必要保持一定的距離，而不會碰撞到一起。這就解釋了我們上面說過的由一排排原子組成的物體不會突然縮小，以及水杯放在桌子上不會突然掉下去的問題。
對泡利不相容原理做出進一步貢獻的人叫費米，是一位義大利的物理學家。第二次世界大戰的時候，費米逃到了美國，去幫美國人造原子彈。原子彈造好以後，大家都想知道這種新武器到底有多大威力，可又不敢真的跑過去測量，因為離得太近就沒命了。這時費米想了個辦法，在很遠的地方就把原子彈的爆炸威力給測出來了。你猜費米是怎麼做到的？他隨手抓了一把紙屑，在原子彈爆炸的時候往空中一拋。爆炸掀起的大風讓這些紙屑往後飄了一定的距離。費米就用這段往後飄的距離，估算出了原子彈爆炸的威力。
費米認為在原子的世界裡，所有女生其實都是一模一樣的。換句話說，所有的電子都長得一模一樣。兩個一模一樣的女生可以在兩朵不同的雲彩裡和兩個男生跳舞，但是不允許這兩個女生在同一朵雲彩裡和一個男生跳舞。
費米
聰明的小朋友可能會問，我們能不能把原子核放在一堆，把電子放在另一堆，然後讓一大堆原子核和一大堆電子互相繞轉？如果發生這種情況的話，物質還會不會塌陷或爆炸？這是一個很好的問題。解決這個問題的人是英國物理學家戴森。
戴森是英國人，卻長期住在美國。他發現英國人總是很悲觀，而美國人總是很樂觀；英國人總是勇於承認失敗，而美國人總是要當勝利者。戴森覺得這兩種性格都太極端，不好。最好還是把兩者結合在一起。受此啟發，戴森用泡利不相容原理證明了原子核一定會與電子配成一對，從而形成原子。這也符合我們日常生活的經驗。在舞會上，不可能是男生擠成一堆，女生也擠成一堆，然後一堆男生和一堆女生圍在一起跳舞。舞會總是由很多對舞伴組成，每對舞伴都包括一個男生和一個女生，男生和女生會自動在舞會上結成舞伴，這就徹底解決了物質為什麼不會塌陷的問題。
戴森
估計有同學要問了，你只說了為什麼物質不會向內塌陷，並沒有說為什麼物質不會向外爆炸啊？答案其實很簡單。我們已經說過，原子核會與電子配對，從而形成原子。這就像男生和女生會結成舞伴，然後在舞會上跳舞一樣。常常會有這種情況：一對舞伴中的男生也想跟其他女生跳舞，而一對舞伴中的女生也想和其他男生跳舞。因此，不同的舞伴之間可以相互交換成員。類似的，不同的原子之間也可以互相分享電子和原子核。這種情況下，不同的原子間會產生一種吸引力，這就是所謂的化學鍵。
給大家看一張圖。這就是兩個氫原子形成一個氫分子的示意圖。氫原子是由一個氫原子核和一個電子所組成的一對舞伴。當兩個氫原子足夠接近的時候，兩個氫原子中的電子就可以越界跑到對方的區域。這就像兩對舞伴，其中的兩個女生都可以去跟另外的男生跳舞。這樣，兩個氫原子由於化學鍵的吸引力緊緊地結合在一起，從而形成了一個氫分子。正是由於化學鍵的吸引力，物質才不會四處飛散，更不會突然爆炸了。
讓我們來總結一下本節課的內容。在舞會上，一群男生和一群女生會自動結成一對對舞伴。每對舞伴中的女生都不希望別的女生來搶自己的男伴，從而產生了一種向外的排斥力。這就是物質不會突然向內塌陷的原因。與此同時，每對舞伴中的女生其實還想跟其他男生跳舞，而每對舞伴中的男生其實也想跟其他女生跳舞，這又會產生一種向內的吸引力。這就是物質不會突然向外爆炸的原因。既不會塌陷，也不會爆炸，所以物質就能一直保持穩定了。
最後給大家一個彩蛋，講講著名的戴森球。這是由剛才說到的物理學家戴森最早提出來的。什麼是戴森球呢？其實就是一個巨大的太陽能發電站，大到足以把整個太陽都包起來。這樣太陽發出的所有能量，都可以被轉化成電能。當然，這東西太先進了，我們人類在很長一段時間內是造不出來的。假如有外星智慧生命，它們的文明就有可能發達到足以造出戴森球。一旦它們造出了這個東西，被戴森球包住的那顆恒星的亮度就會顯著降低。這樣，我們人類就可以通過觀測恒星亮度的變化，來尋找這些外星文明了。
延伸閱讀
1 原子中的電子是一個基本粒子，它是點狀的，沒有大小，所以不會爆炸；所有基本粒子在物理學中都是數學上純粹的點，沒有大小也沒有長寬，因此不會爆炸。
2 火藥為什麼會爆炸？這是一個很好的問題。如果我們不點燃火藥，它不會爆炸。火藥爆炸的原因是它發生了化學反應，就是火藥裡的不同成分發生了反應。這些化學反應有時會產生斥力，這時候就會發生爆炸。
3 經典物理當然有用，當很多原子和分子組合在一起，這團物質被看成一整個物件的時候，它就滿足經典物理學，但是經典物理學沒法解釋物質為什麼會保持穩定。
4 泥土會塌陷是因為當泥土重到一定程度的時候，泥土中原子的斥力不足以抵抗壓力，所以會塌陷。當泥土密度大到一定程度之後，也就是當你將泥土夯實到一定程度的時候，它的分子和原子之間的斥力可以排斥壓力，就不會塌陷了。
5 所有物理學規律都是用實驗來驗證的。當一個原子掠過另一個原子時，它有可能把那個原子裡的電子帶走，這個帶走的可能性是可以計算的，就像兩對舞伴互相路過的時候有可能交換舞伴，交換的可能性也可以計算——假如我們知道這些跳舞人的心思。
6火是一個概念，當我們看到火的時候，其實是一團物質在發光。加熱物質之後，它裡面原子中的電子會被激發出來，電子從原子中掉出來就會輻射光。所以火本身不是物質，火只是物質發光的一種現象。
我們通常把火向上燒的那個發光的部分看成火，其實它大部分是氣體。鐵也發光，我們會說鐵燒紅了而不說那是火，這是習慣說法。鐵發光的時候跟空氣發光是一模一樣的。
7 每個質子和電子都有確定的重量。如果能稱重量，每兩個電子的重量是完全相同的，這就是費米發現的事實：所有電子都長得一模一樣，沒有辦法區分。每兩個質子的重量也是完全相同的，當然，不同元素的重量不同。氧元素與碳元素的重量是不同的，金原子與銀原子的重量也不同，總之，每個不同元素的原子都有不同的重量。
8 我們可以造出一些不穩定的重原子核，特別重的元素通常是人造出來的。有時候一個很重的元素剛造出來就被毀掉了。
9 電子永遠不會碰到原子核，因為電子就是圍繞著原子核的一團霧。當兩個原子靠近的時候，它們的電子會互相干擾對方，但不會碰到原子核。
10 電子能量高的時候可以叫成高能粒子，中微子高能的時候也是高能粒子。不同的粒子之間會發生不同的反應。電子最小（最輕），電子是基本粒子。原子核不是基本的，原子核裡面有質子和中子。質子和中子也不是基本的，質子和中子是由誇克組成的。
11 現在可以確定中微子不是暗物質，暗物質一定是我們不知道的一種粒子，或者某幾種粒子。
物理學家一般認為誇克本身是基本粒子，沒有大小，像電子一樣。原子沒有辦法被切成若干份，是因為原子由原子核和電子組成，你只能把電子從原子中拿掉，然後剩下一個原子核，你沒有辦法把原子核切成若干份。誇克是基本粒子，像電子一樣不可再分。
12 我們現在通常用的加速器都是用來加速電子或質子的，因為它們都帶電，不帶電的粒子是沒有辦法被加速的。
13 中微子之間幾乎沒有吸引力，因此不可以用中微子組成任何物質，原子之間是有吸引力的，所以原子可以用來組成物質。
14 誇克是基本粒子，電子也是基本粒子，中微子和光子也都是基本粒子，當我們說大小的時候，指的是它們的品質，而不是尺寸，因為基本粒子都沒有尺寸。
15 電子不能組成物質，因為電子都帶同樣的電荷，它們之間是互相排斥的，必須要將原子核和電子放在一起才能組成物質。
16 目前在加速器上可以通過碰撞的辦法製造出反物質，但不能大批地生產。
17 物質積聚大到一定程度的時候，可能會塌縮成黑洞。黑洞形成之後，我們不能說出它由什麼物質組成，因為只要黑洞的品質一樣大，它們就長得一模一樣。
18 亞原子是一個概念，我們通常將比原子小的東西叫作亞原子。原子核是亞原子，電子、中微子、基本粒子都是亞原子。
19 如果不經過劇烈的過程，通常自然界中只有比太陽大很多的物質才會塌縮成黑洞，比如，天體裡面的黑洞品質都超過了10個太陽的品質。前段時間引力波發現了兩個黑洞，一個是36個太陽品質，一個是29個太陽品質。
20 蟲洞是一個假想的東西，也許它並不存在，只是一個物理學家想像的東西，蟲洞只是一種時空形態，而不是任何物質。
21 基本粒子沒有大小，這一點是很難理解的，因為它有品質，所以也就是說，它的密度是無限大的。的確，物理學家用量子力學和相對論來解釋基本粒子，就得假設它沒有大小，在邏輯上是這樣的。
22 不確定性原理是海森堡發現的，電子在原子中的位置是不確定的。當你試圖確定電子在原子中的位置時，往往這個電子已經被你打出原子，不在原子裡面了。
23 普通電流，比如電線裡面的電流，由運動的電子構成。這些運動的電子是怎麼來的？當電子變成自由狀態時，在電壓的作用下，會從一個原子核跳到另外一個原子核，它們就成為運動的電子了。但半導體裡面也可以由其他方式產生電流，就是少了一個電子的原子運動起來產生了電流。
