0:00:06.842,0:00:11.668
你周围许多物体看似是完全静止的，

0:00:11.668,0:00:15.663
但请从微观原子结构上观察它们，

0:00:15.663,0:00:18.333
你会发现一个永不停息运动着的世界。

0:00:18.333,0:00:19.138
扩张着，

0:00:19.138,0:00:20.067
压缩着，

0:00:20.067,0:00:21.002
弹动着，

0:00:21.002,0:00:21.977
抖动着，

0:00:21.977,0:00:25.158
原子动来动去。

0:00:25.158,0:00:28.338
即使这种运动看似混乱，[br]它们其实有规律可循。

0:00:28.368,0:00:29.890
原子连接在一起，

0:00:29.890,0:00:32.269
几乎构成了所有物质，

0:00:32.269,0:00:34.881
按照一定规律在运动着。

0:00:34.881,0:00:39.776
例如分子中原子有着共价的联系。

0:00:39.776,0:00:42.322
分子以三种基本规律运动：

0:00:42.322,0:00:43.214
旋转，

0:00:43.214,0:00:44.337
平移，

0:00:44.337,0:00:45.886
和振动，

0:00:45.886,0:00:49.038
旋转和转化时分子在空间中运动，

0:00:49.038,0:00:52.166
此时原子的间隙不变。

0:00:52.166,0:00:55.608
然而振动会改变原子间距，

0:00:55.608,0:00:58.250
实际上这改变了分子的形状。

0:00:58.250,0:01:02.688
每种分子都有一定数量的运动方式。

0:01:02.688,0:01:05.304
运动方式的多少与其自由度有关，

0:01:05.304,0:01:06.941
用机械术语讲，

0:01:06.941,0:01:10.450
就是我们为了全面了解一个整体

0:01:10.450,0:01:13.345
而需要考虑的变量的数量。

0:01:13.345,0:01:18.019
立体空间可用x,y,z轴描述。

0:01:18.019,0:01:23.034
平移可让分子朝各个方向运动。

0:01:23.034,0:01:25.098
这种运动方式在三个维度上都完全自由。

0:01:25.098,0:01:28.758
分子也可以围绕这三个坐标轴旋转，

0:01:28.758,0:01:29.990
这是另外三种运动方式，

0:01:29.990,0:01:33.042
除非它是像二氧化碳一样的线型分子，

0:01:33.042,0:01:37.457
线型分子的一种旋转方式是绕自己[br]的轴线旋转，

0:01:37.457,0:01:41.607
由于它的原子位置不变[br]这种方式不纳入旋转方式的种类。

0:01:41.607,0:01:44.596
振动就有一些复杂了。

0:01:44.596,0:01:46.979
以氢分子为例

0:01:46.979,0:01:51.682
它们的两原子间的间隙在不断变化，

0:01:51.682,0:01:54.479
就像被弹簧连接一样。

0:01:54.479,0:01:58.985
这种间隙的改变很微小[br]小于十亿分之一米。

0:01:58.985,0:02:03.791
分子的原子越多[br]它的振动方式就越多。

0:02:03.791,0:02:06.816
例如水分子有三个原子：

0:02:06.816,0:02:10.164
一个氧原子，两个氢原子[br]和两个相联点。

0:02:10.164,0:02:12.476
这种结构让它有了三种振动方式：

0:02:12.476,0:02:13.824
对称拉伸，

0:02:13.824,0:02:15.408
非对称拉伸，

0:02:15.408,0:02:16.896
和弯折。

0:02:16.896,0:02:21.142
更复杂的分子有更剧烈的振动方式，

0:02:21.142,0:02:22.426
比如强振动，

0:02:22.426,0:02:23.607
摇摆，

0:02:23.607,0:02:25.195
和弯折。

0:02:25.195,0:02:29.854
知道了分子中原子的个数[br]就能知道其振动的种类数量。

0:02:29.854,0:02:32.011
当运动不受阻碍时，

0:02:32.011,0:02:35.427
振动种类数量是原子数量的三倍。

0:02:35.427,0:02:38.837
这是因为每个原子都可以从三个方向移动。

0:02:38.837,0:02:41.393
三种运动种类属于平移，

0:02:41.393,0:02:44.633
这时所有原子同方向移动。

0:02:44.633,0:02:49.430
旋转有三种运动方式[br]（线型分子有两种）。

0:02:49.430,0:02:53.999
其余的3N-6种（线型分子3n-5种）

0:02:53.999,0:02:56.127
属于振动。

0:02:56.127,0:02:57.961
那么这些运动由什么引起呢？

0:02:57.961,0:03:02.053
分子吸收了周围的能量[br]而得以运动，

0:03:02.053,0:03:05.748
这些能量主要以热量或电磁波的形式存在。

0:03:05.748,0:03:08.355
当这些能量转移到分子上时，

0:03:08.355,0:03:09.415
它们可能振动，

0:03:09.415,0:03:10.221
可能旋转，

0:03:10.221,0:03:12.507
或是更快地平移。

0:03:12.507,0:03:16.534
更快的运动速度导致了粒子的动能增大。

0:03:16.534,0:03:20.792
宏观上表现为温度升高，[br]内能增大。

0:03:20.792,0:03:25.445
微波炉工作正是应用了这一原理。

0:03:25.445,0:03:29.247
微波炉放射出电磁波[br]被分子吸收，

0:03:29.247,0:03:31.723
尤其易被液体吸收。

0:03:31.723,0:03:33.659
分子运动速度加快，

0:03:33.659,0:03:38.101
相互碰撞后增大了食物温度和内能。

0:03:38.101,0:03:40.513
温室效应则是另外一个例子。

0:03:40.513,0:03:43.250
太阳的辐射照射着地球表面，

0:03:43.250,0:03:45.605
被地表反射到大气层。

0:03:45.605,0:03:51.006
水蒸气或二氧化碳之类的温室气体[br]将这些辐射吸收，

0:03:51.006,0:03:52.491
运动速度加快。

0:03:52.491,0:03:57.573
这些炽热，高速运动的分子[br]朝各个方向释放红外线，

0:03:57.573,0:04:00.346
有一些红外线回到地球[br]使之升温。

0:04:00.346,0:04:03.338
这种分子运动会停止吗？

0:04:03.338,0:04:05.940
你可能认为[br]在绝对零度时这有可能发生，

0:04:05.940,0:04:07.815
在可能到达的最低温度下。

0:04:07.815,0:04:10.677
至今没有人曾创造出那样的低温环境，

0:04:10.677,0:04:11.998
但是即使我们可以，

0:04:11.998,0:04:16.213
根据量子力学的中零点能量的解释，[br]

0:04:16.213,0:04:18.561
分子在那样的情况下仍能运动。

0:04:18.561,0:04:22.747
换句话说，自宇宙婴儿时期以来[br]万事万物就在不断运动，

0:04:22.747,0:04:26.220
在我们消逝幻灭之后仍会继续。

0:04:35.388,0:04:42.068
Subtitled by:Zhiyang Liu