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2400年来对原子的追寻 瑟雷萨 道德

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    一位古希腊哲学家
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    一位在19世纪的教会教徒
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    和诺贝尔奖获得者之间有什么联系呢
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    虽然他们相隔了2400年
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    他们都为了一个永恒的问题提供了答案
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    那就是
    事物由什么组成
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    在公元前440年
    古希腊哲学家德谟克利特
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    第一次提出世上所有的物质都是由
    微小的颗粒组成的
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    而其周围是空的
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    他猜测这些颗粒的大小和形状
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    取决于它们所构成的物质
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    他称这些物质为“atomos”，希腊语意为“不可分割”
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    他的想法在当时遭到了其他更著名
    的哲学家们的反对
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    例如 亚里士多德就完全不同意
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    亚里士多德声称
    物质是由4种元素组成的：
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    土地，风，水和火
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    当时大多数的科学家也跟随他。
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    直到1808年，原子学说一直被人们所忽视
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    当一个贵族教会老师 约翰道尔顿开始怀疑
    亚里士多德的理论
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    然而德谟克利特的原子学说仅仅是理论
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    道尔顿的研究显示常见的物质总是
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    最终能分为相同的元素，以固定的比例。
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    他总结多种化合物
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    是原子和不同的元素的组成物，
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    这些组成物每个有特定的大小和质量
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    它们既不能被创造或毁灭。
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    尽管他的研究获是他收获了很多荣誉，
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    但是作为一名老师，道尔顿很谦虚地过了一生。
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    现在，原子学说被科学界所接受
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    但是下一个重大突破
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    直到近一个世纪以后才来临
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    是约瑟夫·汤姆孙在1897年发现电子。
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    有时候我们也称其为“巧克力饼干”原子模型，
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    他的研究显示，原子是由均匀
    的正电荷物质所构成的球形，
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    而内部是充满了负电荷的电子。
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    汤姆孙对电子的发现，使他
    在1906年获得了诺贝尔奖，
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    但是他的原子模型学说并没有持续太久。
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    这是因为他培育了一些聪明的学生，
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    这其中就包括了欧内斯特·卢瑟福，
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    卢瑟福后来被人们称之为原子和物理学之父。
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    在研究X射线对气体的反应的时候，
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    卢瑟福决定对原子进行更加彻底的研究，
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    他将带正电荷的α微粒射向一层金箔。
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    根据汤姆孙的原子模型，
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    原子内部所分布的正电荷太轻薄
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    以至于无法使α微粒在任何位置产生偏斜。
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    这就像一个网球
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    冲击一层薄薄的纸。
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    但是，当大多数的α微粒都直接穿过了金箔
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    还是有一部分被反射回来，
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    这个现象证明金箔更像是有大洞的网一样。
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    卢瑟福总结为原子内部其实有大量的空间
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    而只有一小部分为电子，
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    然而原子的大部分的质量集中在中心，
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    卢瑟福称之为“原子核”。
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    有些α微粒穿过原子内部的缝隙，
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    但是有些则被带正电荷的原子核所反射回来。
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    至此，原子学说还并不完整。
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    在1913年，另一名汤姆孙的学生，叫尼尔斯·玻尔
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    扩充了卢瑟福的原子核模型。
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    根据早期马克斯·普朗克和
    阿尔伯特·爱因斯坦的研究
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    玻尔规定电子围绕原子核的轨道
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    是有固定的能量和距离（能级）
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    电子可以从一个能级跳到另一个能级，
    但是不能存在于在两个能级之间。
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    玻尔的“行星模型”很快被大多数人们所接受，
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    但是不久，这个模型遭到了一些难题。
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    实验证明，电子并不是简单的游离微粒，
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    电子同时也像波浪似的无规则运动，
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    而且无法被精确的定位在空间中。
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    维尔纳·海森堡构想了著名的“不确定性原理”，
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    他的研究显示，当电子在运动时
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    其精确的速度和位置
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    是无法被判断的。
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    其主旨就是电子无法被准确定位，
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    但是可以确定其可能位置范围，
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    这个理论引发了现在的“量子原子模型”，
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    这是一个让人产生无限遐想的理论，也更加复杂，
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    这个理论至今还正在被深度研究。
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    尽管我们对原子的理解不停的在改变，
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    但是基本的事实没变，
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    现在我们用烟火来庆祝一下
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    原子理论的巨大成功。
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    当电子围绕着原子核改变能级的时候，
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    它们通过发出一些特殊的光线获取或丢失能量，
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    这就是产生了我们所看到不同的颜色。
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    我们可以想象德谟克利特如果看到
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    两千年后的原子学说回事多么满意，
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    历史证明他一路都是正确的。
Title:
2400年来对原子的追寻 瑟雷萨 道德
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查看完整版: http://ed.ted.com/lessons/the-2-400-year-search-for-the-atom-theresa-doud

我们是如何知道事物的组成的？对原子的追寻可以追溯到2400年前的希腊哲学家。而后延续到一位教徒以及一些诺贝尔奖获得者。瑟雷萨 道德详细讲述了院子里轮的历史。

瑟雷萨 道德 讲解
Ted-ed 动画制作
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:23

Chinese, Simplified subtitles

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