物理世界奇遇记-9

那个时代，人们除了靠纯思维的方式以外，通常不用其他方法去解决任何问题，加以这个问题在当时也无法用实验方法去解决，德谟克利特就只好在他自己的思想深处去寻找正确的答案。他根据某些费解的哲学上的考虑，最后作出结论说，物质可以无限制地分成越来越小的组成部分这件事，是‘不可思议的’，因此，必须假定存在着一种‘不可再分的最小粒子’。他把这种粒子命名为‘原子’，你们大概已经知道，这个词在希腊文中的原意就是‘不可再分的东西’。　　“我不想贬低德谟克利特在推动自然科学前进方面的巨大贡献，但是大家应该记住，当时除了德谟克利特及其追随者以外，无疑还有另一个古希腊哲学学派，这个学派的信徒坚持说，物质的分解过程可以毫无限制地一直进行下去。这样一来，不管将来精密科学会给出什么样的答案，古希腊的哲学都将在物理学史中牢牢地占有一个体面的地位。在德谟克利特那个时代和以后的许多世纪内，关于存在着这种不可再分的物质组成部分的概念，始终是一个纯粹的哲学假说，一直到了１９世纪，科学家们才断定说，他们终于找到了2000多年前那位古希腊哲学家所预言的那种不可再分的物质基础。　　“事实上，英国化学家道尔顿在1808年就已指出，化合物各个成分的比例……”　　几乎从演讲一开始，汤普金斯先生就感到一种不可抗拒的、想闭上眼睛把整个演讲会睡过去的愿望，只不过是木板凳那种学院式的坚硬性使他没能这样做而已。现在，道尔顿关于倍比定律的想法使他抓到了最后一根救命稻草，于是，安静的大厅很快就弥漫着来自汤普金斯先生所坐那个角落的轻快的鼾声。　　当汤普金斯先生进入梦境的时候，那条硬板凳的不舒适性似乎化成了在空中漂浮的那种轻飘飘的愉快感。当他睁开眼睛的时候，他惊讶地发现自己正在以一种他认为是相当莽撞的速度在空间疾飞。他从周围看到，他并不是一个人在作这种荒唐的飞行。他旁边还有许多模糊不清的人形在围绕着人群正当中一个巨大的、看来很重的物体旋转。这些奇异的人形成对地穿过空间，很快乐地沿着圆形或椭圆形的轨道互相追逐。在行进中，每一对的一个成员朝着一个方向旋转，而他的同伴则朝着相反的方向旋转。在汤普金斯先生看来，他们似乎在跳着维也纳华尔兹舞。汤普金斯先生突然感到很孤独，因为他是这整群人当中惟一没有游伴的人。　　　　　　　“为什么我不带慕德一块来呢？”汤普金斯先生沮丧地想道，“那我们可以同这群愉快幸福的人共度一段美妙的时光了。”他的运动轨道是在所有其他人的外面，并且，尽管他非常想加入这一伙，但是好像有一种奇怪的力量不让他这样做。不过，当这些电子——现在汤普金斯先生认识到，他已经奇迹般地加入了一个原子的电子集团——当中的一个沿着它的扁长轨道从他身边经过时，他决定向它诉诉自己处境的苦处。　　“为什么我找不到一个人同我玩呢？”他从旁边大声嚷道。　　“因为这是一个孤独的原子，而你是一个价电——子——！”那个电子也大声喊道，因为他这时已经转身折回那跳舞的人群中去了。　　“价电子得单独生活，要不然就得跳到另一个原子中去寻找伴侣。”另一个从他身边掠过的电子用很高的女高音尖叫道。　　　　如果你想得到漂亮的伴侣，　　　　你就得跳到氯原子中去寻觅。另一个电子嘲弄地唱了两句小调。　　“我看，你在这里是个新来的人，我的孩子，你非常孤独啊！”一个慈祥的声音在他头上说。汤普金斯先生抬起眼睛，看到一个穿着褐色束腰外衣的。矮胖的神父身形。　　“我是泡利神父，”神父继续说，他也沿着轨道同汤普金斯先生一起运动，“我生来的使命是密切注意原子中和其他地方的电子的道德和社会生活。我的责任就是让这些贪玩的电子，能够正常地分布在我们伟大的设计师玻尔所建立的美丽原子结构的各个量子房间当中。为了维持秩序，我从来不允许处在同一条轨道上的电子多于两个。你知道，一个menage a trois（法语，由３个人组成的家庭）总是有一大堆麻烦事。因此，电子组合的方式永远是两个‘自旋’相反的电子结成一对，如果一个房间已经有一对电子居住着，就绝不容许别人闯进去，这是个很好的法则，而且我还可以补充一句，从来没有一个电子破坏过我的戒律。”　　“这也许确实是个很好的法则，”汤普金斯反对说，“可它目前使我感到太不方便了。”　　“我明白这一点，”神父笑了，“不过，这只是你自己不走运，偏偏当上了一个孤独的原子的价电子。你现在所附属的钠原子靠它的原子核（也就是你在正当中看到的那一团黑东西）的电荷，有权在身边保持11个电子。不过，这对你来说是件很不幸的事，因为11正好是个奇数。但是当你考虑到，在所有数目当中正好有一半是奇数，只有另一半是偶数，你就得承认，这并不是个太不寻常的处境了。因此，既然你是后到的，你就得一个人孤独地过活，至少暂时是这样。”　　“你是说，我以后还能得到旁的机会？”汤普金斯先生急切地问道，“譬如说，可以把一个老住户赶走？”　　“这恰恰是你所不该做的事，”神父伸出一个指头对他摇晃着说，“不过，当然罗，永远存在着某些内圈的成员由于外来的干扰被甩出去，从而空出一个位置来的机会。但是，要是我处在你的地位，我是不太指望发生这种情况的。”　　“他们说，如果我挪到氯原子中去，情况就会好一些，”汤普金斯先生说，他被泡利神父的话弄得有点泄气了，“你能告诉我该怎样做吗？”　　“年轻人啊，年轻人！”神父惋惜地感慨说，“你为什么这样坚持要找个伴侣？你为什么无法欣赏独居生活和上天所赐给你的这种使你灵魂安宁的良机？为什么连电子也还总是要羡慕尘世的生活呢？不过，如果你一定想找个伴侣，我可以帮助你实现你的愿望。要是你朝我所指的方向看去，你就会看到一个氯原子正在向我们靠过来，尽管它离我们还很远，你也可以看到它有一个没有人占据的空位，你在那里肯定会大受欢迎的。那个空位在外面那组电子，即所谓‘Ｍ壳层’中，这个壳层应该由８个电子组成，它们结合成４对。但是，正像你所看到的，现在有４个电子朝一个方向自旋，而朝另一个方向自旋的电子却只有３个，还有一个位置是空的。里面的两个壳层，即所谓‘Ｋ壳层’和‘Ｌ壳层’，都已经完全被电子占满了。所以，那个原子一定很乐意你上它那儿去，把它的外壳层也填满。当两个原子靠得很近的时候，你就赶快跳过去，价电子们通常就是这样做的。这样，你大概就会得到安宁了，我的孩子！”说完这些话，这个电子教士难忘的身形突然消失在稀薄的空气中。　　　到原子的轨道上去。出他意料之外，他只轻轻一跃，便非常轻快地跳了过去，于是，他发现自己正处在氯原子Ｍ壳层的成员的友爱包围之中。　　“你来加入我们这个集体，我大高兴了！”那个自旋方向同他相反的新伴侣喊道，同时优美地沿着轨道滑翔着，“你就做我的伴侣吧，让我们好好快乐。”　　汤普金斯先生也同意，这确实是很快乐，而且是非常非常快乐的，可是，这时有一种淡淡的烦恼侵入他的脑中，“当我再看到慕德的时候，我怎么向她解释这一切呢？”他相当内疚地想，不过时间并不长，“她肯定不会在意的，”他断定说，“说到头来，它们只不过是些电子啊！”　　“你离开的那个原子，为什么现在还不走？”他的伴侣有点不高兴地问，“莫非它还希望你再回去？”　　事实上，那个失去价电子的钠原子，真的同这个氯原子粘得很紧，似乎希望汤普金斯先生回心转意，再跳回它那冷冷清清的轨道上去。　　“你想得倒好！”汤普金斯先生对那个先前那么冷淡地接待他的原子皱着眉头，生气他说，“你是个又要马儿跑，又要马儿不吃草的家伙！”　　“啊，它们总是这样的，”Ｍ壳层一个比较有经验的成员说，“我明白，钠原子的电子集团并不像钠原子核本身那么希望你回去。在中央的原子核与它的电子卫队之间，意见总是不一致的：原子核希望它的电荷能拉住几个电子就有几个电子，而电子本身呢，却宁愿它们的数目足够把壳层填满就行了。只有几种原子，也就是所谓稀有气体或德国化学家所说的惰性气体，它们那个起主导作用的原子核和从属于它的电子之间，愿望才完全一致。例如氦、氖和氖这类原子都完全自给自足，它们既不撵走它们的成员，也不接纳新的成员。它们在化学上是不活泼的，总是同其他一切原子保持一定距离。但是，所有其他原子中的电子集团总是准备改变成员的数目。在钠原子中，也就是在你先前那个家里，原子核靠它的电荷所能保持的电子，比使壳层达到和谐所需要的电子多一个。而在我们这个原子中，正常电子队伍的人数却不够使壳层完全达到和谐，因此，我们欢迎你来，尽管你的存在会使我们的原子核负担过重。只要你留在这里，我们这个原子就不再是中性的，它有一个多余的电荷。这样一来，你离开的那个钠原子就会由于静电引力的作用而停靠在我们旁边。有一次，我听到我们那位了不起的教士泡利神父说，这种接纳了外来电子或失去了电子的原子集体，被人们称为‘负离子’或‘正离子’。他还常常用‘分子’这个词来称呼两个或更多个靠电子结合在一起的原子所组成的集团。不管怎么说，他好像把钠原子和氯原子的这种特定的组合叫做‘食盐’分子。”　　“你是想对我说，你不知道食盐是什么东西吗？”汤普金斯先生说，他已经忘记他是在同谁谈话了，“那就是你吃早餐的时候撒在炒鸡蛋上面的东西呀。”　　“那么，‘早餐’和‘炒鸡蛋’又是什么呢？”那个被引起兴趣来的电子问道。　　汤普金斯先生最初有点气急败坏，后来才认识到，试图为他的伙伴们解释人类生活中哪怕是最简单的小事，也是毫无效果的。“我从它们关于价电子和满壳层的谈话中得不到更多的东西，原因也就在这里了。”他对自己说，决定好好领略一下参观这个奇异世界的乐趣，不再因为不能理解它而烦恼。但是，要甩开那个健谈的电子可不是件容易的事，他显然非常渴望把他在长期电子生活中所积累起来的知识统统倒出来。”　　“你可别以为，”他继续说，“原子结合成分子永远是只同一个价电子发生关系。有些原子，比方说氧吧，需要再增加两个电子才能把它的壳层填满，还有些原子甚至需要再增加３个或更多个电子。另一方面，在某些原子中，原子核却掌握了两个或更多个多余的电子——或者说价电子。当这样两种原子碰到一块的时候，就会有大量电子从一种原子跳到另一种原子中去，把这两种原子结合起来，结果，就形成了非常复杂的分子，这类分子常常含有几千个原子。还有一种所谓‘无极性分子’，这是由两个完全相同的原子所组成的分子，不过，这是一种很不愉快的局面。”　　“不愉快？为什么呢？”汤普金斯先生问，他又一次感到有兴趣了。　　“为了使这样两个原子维持在一起，”那个电子解释说，“要做的事情太多了。不久以前，我有一次碰巧承担了这种任务，在我留在那里的全部时间内，我连片刻的空闲都没有。为什么呢？那里根本不像我们这里，只要价电子高高兴兴地搬个家，造成原先那个原子在电荷方面的短缺，那个被抛弃的原子就自己停在旁边了。不，先生，在那里可不行！为了使两个完全相同的原子结合在一起，价电子必须不停地跳来跳去，刚从一个原子跳到另一个原子上，就得马上又跳回来。我担保，你会觉得自己就像个乒乓球那样！”　　这句话使汤普金斯先生感到相当惊讶：这个电子不知道炒鸡蛋是什么东西，可是谈到乒乓球却这样顺口。不过，汤普金斯先生把这个问题放过去了。　　“我永远不想再承担这种任务了！”这个懒惰的电子嘟嘟哝哝地说，它由于这个不愉快的回忆而激动得很厉害，“在现在这个地方，我感到十分舒适。”　　“等一等！”他突然喊了起来，“我想，我已经看到一个还要更好的地方了。我该上那里去！再——见！”说着，他使劲一跳，朝着原子的内部猛冲过去。　　朝着这个交谈者前进的方向望去，汤普金斯先生现在明白发生什么事了。大概有一个外来的高速电子出乎意料地闯入内部的电子体系，把一个内圈电子从原子的空隙撞了出去，于是，“Ｋ壳层”现在空出了一个暖和舒适的位置。汤普金斯先生一面责备自己错过了这个进入内圈的机会，一面非常感兴趣地注视刚刚还在同他谈话的那个电子的行动。那个走运的电子越来越深地奔入原子的内部，并且有一道明亮的光伴随着他这次成功的飞行。一直到他终于抵达那内部轨道的时候，这道刺得眼睛几乎睁不开的射线才熄灭了。　　“那是什么东西？”汤普金斯先生问，他的眼睛由于观看这个出人意料的现象而隐隐作痛，“为什么这一切会变得那么明亮？”　　“哦，这不过是因为这种转移而发射出的调射线罢了，”他那个同轨道的伴侣解释说，一面笑着他的窘态，“我们当中只要有一个能够成功地深入原子的内部，多余的能量就会以射线的形式发射出来。这个走运的小伙子跳得非常远，所以他就释放出巨大的能量。不过，我们常常只能满足于比较近的跳跃，也就是跳到原子的近郊区，那时我们所发出的射线叫做‘可见光’——至少泡利神父是这样称呼它的。”　　“但是，这种调光——不管你怎么叫它吧——也是可以看见的呀，”汤普金斯先生争辩说，“我应该说，你们的用词很容易使人留下错误的印象。”　　“不过，这是因为我们是电子，所以对任何一种射线都很敏感的缘故。泡利神父对我们说过，世界上有一种巨大的生物，他管他们叫做‘人类’，他说，这种人类所能看到的光，能量间隔——他管这种间隔叫做波长范围——是很窄的。有一次，他还告诉我们说，有一个了不起的人——我记得他的姓名叫伦琴——好不容易才发现了调射线，现在，他们主要把它用在一种叫做‘医学’的事情上。”　　“是的，是的。这件事我倒知道得不少。”汤普金斯先生说，他由于现在能够露一手而感到很自豪，“你愿意我给你讲讲吗？”　　“谢谢你，不用啦。”那个电子打着呵欠说，“我对它实在不感兴趣。难道你不说话就不舒服吗？来，你来追我，看看能不能把我逮住！”　　接着有很长一段时间，汤普金斯先生一直享受着同其他电子一起用一种值得赞赏的荡秋千的动作在空间疾驰所产生的快感。后来，他突然觉得自己的头发一根根直竖起来，从前他有一次在山上碰到雷雨时，也有过类似的体验。显然，有一个强烈的电干扰正在逼近他们的原子，它破坏了电子运动的和谐，迫使电子们离开它们的正常轨道。在人类的物理学家看来，这只不过是一个紫外光波正在从这个特定的原子所处的地点经过，但对于微小的电子来说，这简直是一场可怕的电风暴了。　　“靠过来一点！”他的一个伙伴大声喊道，“要不然，你会叫光效应的作用力甩出去的！”但是，这已经太晚了，汤普金斯先生已经被攫离他的同伴，以可怕的速度往空间中直扔出去，就像有两个强有力的手指把他捏住那样干脆利落。他气也喘不过来地在空间越冲越远，匆匆地掠过各种各样不同的原子。他经过这些原子时的速度是那么快，以致很难把电子一个个分辨开来。突然，一个巨大的原子出现在他的正前方，他明白，一场碰撞是避免不了的了。　　“对不起，但是，我碰上了光效应，我无法……”汤普金斯先生开始很有礼貌他说，但这句话的后半截完全淹没在一个刺耳的爆裂声中了，因为他这时面对面地撞上了一个外层电子。他们两者都脑袋朝下地摔入空间中。不过，汤普金斯先生已经在碰撞中失去他的大部分速度，现在能够比较仔细地研究他的新环境了。那些屹立在他周围的原子比他过去看到过的任何一个原子都要大得多，他可以数出它们各有29个电子。要是他有比较丰富的物理学知识，他就会认出它们是铜原子，但是，在这样近的距离上，这群原子作为一个整体来看一点也不像是铜。此外，它们的位置彼此靠得相当近，形成一种有规则的图案，展延到他目力所看不到的地方。不过，最使汤普金斯先生感到惊讶的，是这些原子似乎并不太注意保持电子的数额，尤其是它们的外层电子。事实上，它们的外层轨道大部分是空的，但却有一群群自由自在的电子在空间中懒洋洋地挪动着，时不时在这个原子或那个原子的外围停一停，但停留的时间总是不太长久。汤普金斯先生经过在空间中那番要命的飞行，已经疲惫不堪，所以，他首先想在铜原子中找一个稳固的轨道稍事休息。然而，他很快就受到那群电子普遍的懒散情绪的影响，并参加到其余电子中去做这种漫无目标的运动。　　“这里的事情组织得可不好啦，”他自言自语地评论说，“不爱工作的电子实在大多了，我想，泡利神父应该想办法解决一下。”　　“为什么我该想办法？”神父那熟悉的声音说道——他突然从什么地方出现了，“这些电子并没有违背我的戒律，不仅如此，它们现在确实正在完成一种非常有用的任务哩。你可能还不知道，如果所有原子都像某些原子那样，十分热衷于保持它们的电子，那就不会有导电性这类东西了。那样一来，连你家里的电铃也响不了，更不用提电灯和计算机了。”　　“啊，你是说，这些电子负载着电流？”汤普金斯先生问道。他抓住一线希望，希望谈话能转到他多少比较熟悉的后题上去，“但是，我看不到它们在向任何特定的方向运动啊。”　　“首先，我的孩子，”神父严肃他说，“你不该用‘它们’这个词，而应该说‘我们’。你似乎忘记了你自己是一个电子，也忘记了当有人按那个同这根铜线接在一起的按钮时，电的压力就使你和所有其他导电电子一块赶去呼喊女仆或做别的需要做的事了。”　　“可我并不想这样做啊，”汤普金斯先生固执他说，声音里带着急躁的口气，“事实上，我已经不耐烦再当电子了，我不认为这有多少乐趣。什么样的生活呀，永远永远要负担这么些电子的责任！”　　“倒不一定是永远，”泡利神父反对说，他肯定并不喜欢为那些平凡的电子辩护，“你总是会有机会发生湮没，从而失去你的存在的。”　　“发——生——湮没！”汤普金斯先生重复了一遍，感到有一股寒流在他脊梁上来回跑动，“但是，我总认为电子是永存不灭的。”　　“这是物理学家们直到不久以前还一直相信的事，”泡利神父同意他说，他对他的话所产生的效果感到很有趣，“可是，这并不完全正确。电子也像人一样，可以有生有死。当然，这里没有生病衰老那样的事；电子的死亡只有通过碰撞才能达到。”　　“可是，我在不久以前才碰撞过呢，那可是糟透了的一次，汤普金斯先生恢复了信心悦，“要是那次碰撞都没有把我报销掉，那么，我就想象不出有什么碰撞能够这样了。”　　“问题不在于你碰撞的力量有多大，”泡利神父纠正他说，“而在于碰撞的对方是谁。在你最近那次碰撞中，你大概是撞上了另一个同你一模一样的负电子，在这样的冲突中，是一点危险也没有的，事实上，你们可以像一对公羊那样互相顶触而不造成任何伤害。但是，还有另一种电子——正电子，它一直到不久以前才为物理学家所发现。这些正电子的行径完全同你一样，惟一的差别在于它们的电荷是正的，而不是负的，当你看到一个这样的伙伴向你靠过来的时候，你会认为它只不过是你这个部族中的一个无害的成员，并且迎过去问候它。但是，这时你会突然发现，他不像任何正常的电子那样，轻轻把你推开以避免碰撞，而是一个劲地把你拉过去。于是，你不管想做什么都来不及了。”　　“为什么？”汤普金斯先生问道，“那时会发生什么事呢？”　　“它会把你吃掉，把你消灭掉。”　　“多么可怕啊！”汤普金斯先生喊道，“一个正电子能吃掉多少个可怜的普通电子呢？”　　“幸而只能吃掉一个，因为在毁灭掉一个电子的时候，那个正电子自己也毁灭了。你可以把正电子描绘成自杀俱乐部的成员在寻找互相湮没的对手。它们自己并不互相伤害，但是，一旦有一个负电子碰上了它们，这个负电子就没有多少幸存的机会了。”　　“我侥幸还没有碰上过这样的怪物，”汤普金斯先生说，这些描述给他留下了很深的印象，“我希望它们的数量并不大多。它们数量多吗？”　　“不，并不多。原因很简单，它们总是在自找麻烦，所以，它们生下来以后很快就消失了。要是你稍微等一等，我也许能够指出一个正电子给你看看。”　　“好了，这里就有一个，”泡利神父在短暂的沉默以后继续说，“如果你细心地观看那边的重原子核，你就会看到一个这样的正电子正在诞生。”　　神父的手所指的那个原子，显然由于某种强大的辐射从外界射到它上面，而受到强烈的电磁干扰。这是比那种把汤普金斯先生扔出氯原子的射线厉害得多的干扰，因此，围绕着那个原子核的电子家族正在瓦解，像台风中的树叶那样被吹向四面八方。　　“你好好注意那个原子核。”泡利神父说。于是，汤普金斯先生聚精会神地瞧着，他看到一种最不寻常的现象正在那个被破坏了的原子的深处发生。在内部电子壳层的里边非常靠近原子核的地方，两个模模糊糊的阴影正在逐渐成形，一秒钟以后，汤普金斯先生看到两个崭新的。闪闪发光的电子以巨大的速度从它们的出生处彼此飞开。　　“但是，我看到的是两个呀。”汤普金斯先生说。他被这种景象迷住了。　　“这是对的，”泡利神父同意说，“电子总是成对地诞生的，要不然，就会同电荷守恒定律相矛盾了。原子核在强了射线作用下所产生的两个粒子，有一个是普通的负电子，另一个是正电子，也就是那种凶手。它现在就要去寻找牺牲者了。”　　“得，既然每生下一个注定要毁灭掉一个电子的正电子，就同时也生下另一个普通电子，那么，情形就不是那么糟了，”汤普金斯先生颇有创见地评论说，“至少，这不会导致电子部族的灭绝了，我……”　　“当心！”神父打断了他的话，从旁边猛推他一下，这时那个新生的正电子正从旁边呼啸而过，并且马上撞上另一个电子。于是，那里发出了两束耀眼的闪光，然后就什么也没有了。　　“我想，你现在已经看到结果了。”神父微笑着说。　　但是，汤普金斯先生由于没有被那个正电子凶手消灭掉而得到的宽慰并没有持续多久。他还没有来得及感谢泡利刚才迅速作出判断拯救了他，就突然觉得自己被拉住了。他和所有其他正在逛荡的电子全都被迫参加一种行动——朝着同一个方向平行前进。　　“晦，现在又是怎么回事？”他喊了起来。　　“肯定是有人按了电灯的开关啦。现在你们正在通往电灯灯丝的道路上。”神父回答道，现在他正在迅速地离开汤普金斯先生远去，“很高兴同你闲聊，再见！”　　最初，这次旅行似乎十分轻松愉快，好像是乘车在机场的跑道上慢慢行驶一样。汤普金斯先生和别的无拘无束的电子都慢吞吞地穿过那里的原子点阵。他很想同身旁的电子聊聊天。　　“这次旅行很轻松，不是吗？”他说。　　那个电子带着威胁的神情瞧了他一眼，“你显然是新参加这股电流的。等着吧，我们马上就快要难受了。”　　汤普金斯先生不明白这是什么意思，但却不喜欢再打听下去。突然，他们正在通过的那条过道变得窄起来，现在电子们全都挤压在一起。周围变得越来越热，越来越亮。　　“你可要撑住啊！”他的同伴嘟哦着说，她正从旁边往他身上挤过来。　　汤普金斯先生醒了，他发现在演讲厅里坐在他隔壁的那位女士也睡着了，并且从旁边朝着他靠过来，把他一直挤到墙上。１１－５　上一次演讲中汤普金斯先生因为睡着而没有听到的那部分　　事实上，英国化学家道尔顿还在1808年就己指出，形成各种比较复杂的化合物所需要的各种化学元素的数量比，总是可以用几个整数之比来表示的。他在解释这个经验定律时，把它的原因归结为：所有各种化合物都是由一个个代表不同简单化学元素的粒子构成的，只是粒子的数量各不相同而已。中世纪的炼金术士不能够把一种化学元素转变成另一种化学元素，这个事实证明了，这些粒子显然是不可分割的，所以，人们就给它们起了一个古老的希腊名称“原子”——即“不可再分的东西”。这个名称一经定出，就一直沿用下来了。尽管我们现在已经知道，这种“道尔顿的原子”根本不是不可再分，它们事实上是由大量比它们更小的粒子构成的，但是，我们却对这个名称在哲学上的不一致性，采取睁一只眼、闭一只眼的态度。　　可见，被现代物理学家称为“原子”的那种实体，根本不是德谟克利特原来所想象的那种基本的。不可再分的物质结构单元，要是把“原子”这个词用到那些构成“道尔顿的原子”的、小得多的粒子，诸如电子和夸克上去，那实际上要更确切一些。但是，把名称变来变去会产生大多的混乱，因此，在物理学界便没有了个人去为这种哲学上的不一致性操心了！这样，我们也要用“原子”这个古老的名称来称呼道尔顿所说的那些粒子，而把电子、夸克等等统称为“基本粒子”。　　基本粒子这个名称当然意味着，我们目前认为这些更小的粒子确实就是德谟克利特所说的那种基本的。不可再分的粒子，因此，你们可能要问我，历史是不是真的不会重演？在科学进一步发展以后，这些基本粒子真的不会被证明是一些十分复杂的东西吗？我的回答是，尽管谁也不能绝对保证这种事情不会发生，但是，有充分理由认为，这一次我们是做得十分正确的。　　事实上，不同的原子一共有92种（同92种不同的化学元素相对应）（注：这指的是天然存在的元素，不包括超铀元素在内。如包括后者，至l998年已发现的共有109种）， 并且每一种原子都具有相当复杂的、各不相同的特性。这种局面本身，就要求人们沿着把这样一种复杂的图景归纳成更基本的景象的方向，对它进行某些简化。　　现在我们可以转而谈谈道尔顿的原子是怎样由基本粒子构成