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自然界的原子为什么不能像足球一样大？
作 者：赵 宁
要解决这个问题，首先要知道原子的构成？原子是由原子核和环绕在周围的高速运转的电子组成，原子核可以分解为质子和中子，质子和中子可以继续分解成不同的夸克。目前，人们认为夸克是最微小的粒子。
在原子核内，质子与质子间存在着电磁相互作用，主要表现为电磁斥力，因为它们带有同样的电荷。质子间存在斥力作用，为什么原子核中的质子沒有被分离开来，这是因为强核力的作用，通常称为强相互作用力。
强相互作用力是一种短程力，它的存在非常的重要，如果沒有它，原子无法形成，世界也无法形成，更不可能有人类思考这样的问题。
在自然界中存在一种称为中子的物质，它和质子一样，都具有形成强力的荷子，但是不同的是，它不带电。
中子的存在，可以让原子核的结构更稳定，因为它不带电荷，所从你不需要考虑电磁力的作用，因此它在原子核中表现的性质像胶水一样。
大自然很神奇，为了使原子核结构保持稳定，中子的存在很有必要。向原子核内增加中子，会使原子核变得更加稳定，但是中子的增多，意味着原子核的半径会增大，而强核力会随着原子核半径的增大而减弱，你会发现中子的增多会出现另一个问题，原子核会变得十分不稳定。
通常认为强相互作用的作用半径在10^-13cm的数量级起作用，如果大于这个数量级，强相互作用会完全消失，电磁力会取胜，从而使原子核变得十分不稳定。若在此原子半径的距离上，即便你再增加中子，来维持原子核的稳定，也是无济于事的。
因此，原子不可能变得像足球一样大，当原子半径达到10^-13cm数量级，原子就会变得十分不稳定，这种情况一般发生在重原子身上，在元素周期表中，排在83号元素铋之后的原子核都是不稳定的，它们会自动分解或衰变成较轻的原子核。
而在重原子92号铀之后的原子核，极度的不稳定，它们很难在自然状态下存在，这些都是强核力的性质所导致的，铀原子的不稳定性，使得它成为核武器的重要原料。
我们最后试想一下，假如强核力的作用距离达到足球的半径，世界会是什么样子？
强核力的作用范围达到足球那么大，其原子核对电子的引力，来自质量产生的，它会成为原子核里主导的作用力，这种力的强度随着距离的平方而衰减，这意味着电子只能呆在更远的轨道上，这样才能构成原子。
另外，强相互作用范围的变大，会使自然界产生更多可能的粒子，绝不仅仅限于元素周期表上那些元素，铀元素也将失去核武器的重要地位。
当原子的半径达到一定的数量级，它将丧失粒子性，这将导致它的量子特性的消失，比如说海森堡不确定原理会失效，我们将陷入一个极度矛盾的世界。
自然为了避免这样的事情发生，通过强相互作用力限制了原子的尺度，所以我们看到的世界只能够是这个样子，而不是别的。
我相信自然的行为是和谐的，自然界的一切之所以这样存在，必然有其深刻的道理。
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