作为一个整体的原子
我们在前一节就三个系统问题深入地研究了原子。对原子组成问题的解答，已使得我们在某种程度上比古希腊人更加聪明。
直到19世纪，许多欧洲人都在尝试把一种元素变成另一种元素，他们尤其希望能把铅变成黄金。但是没有人能成功，这是因为他们不懂那些有关元素与亚原子微粒的相关知识。在他们进行尝试的所有方法中，没有一种能够改变原子的内部构造。进行这些实验的甚至包括一些十分著名的科学家，例如艾萨克·牛顿，他提出了牛顿运动定律，并首次解释了万有引力作用于地球与太阳系的方式，而且还连续27年被评选为英国皇家科学大师。了解原子的构成，虽然不能把铅变成黄金，但却让你拥有了牛顿宁愿花费大量金币都要学习的知识。
第二个系统问题是：作为一个整体，原子是如何运作的？要回答这个问题，首先要研究各个组成部分是如何相互联系构成一个整体的。
直到1900年，科学家才知道原子内部有正负两种电荷，并且他们一直以为这些电荷在原子中均匀分布。直到1908年，一位新西兰科学家欧内斯特·卢瑟福想到，通过让带正电的高速粒子轰击薄金箔来验证这一想法。
做这个实验时，卢瑟福带有两个疑问：
（1）带正电的高速粒子击中很薄的金箔后，会有何后果？
（2）关于原子的内部结构，这个实验能帮我们证实些什么？
卢瑟福原以为带电粒子会全部通过薄金箔，因为与原子内部微粒相比，这些粒子的尺寸都很大。
结果，他却惊讶地发现有些高速粒子从金箔上弹了回来。这一实验结果不仅震惊了卢瑟福本人，也震惊了整个科学界。卢瑟福曾说这一发现令他非常吃惊，就好像是向一张纸发射一枚炮弹，而炮弹却朝自己弹了回来。
卢瑟福通过这个实验发现了原子核，即原子中央很小但却几乎等于整个原子质量的区域，并推出了我们至今仍在使用的原子结构模型。实验中，有粒子弹回来是因为它们撞到了原子核。但由于原子核只占原子内很小的空间，因此大部分粒子都打在了原子核周围，顺利通过了原子，只是路径稍有改变。
下面这个亚原子微粒的表格中增加了表示位置的一栏。质量较大的质子和中子位于原子核内，而质量很轻的电子位于原子核外。
你们可能曾经见过电子围绕中央原子核运动的原子结构图。但是，没有一种图能精确地表示出原子的内部结构，因为它不可能在纸、白板或电脑屏幕上平面地显示出来。假设用美国路易斯安那超大圆顶中央的大理石代表原子的原子核，那电子就相当于建筑物外飞舞的灰尘。
原子中的绝大部分区域都是真空。你们可能会认为这很不可思议。对于我们来说，确实存在且可触摸的物体怎么会由绝大部分区域都是真空的原子构成的呢？这一疑问的解答会留到下一课讲解。
停下来，想一想
有些读者认为读书就是正确地读出文字，这就好比把吃饭理解成纯粹的咀嚼食物，而非品尝或获得营养一样。当然，你必须得咀嚼食物，你也必须要懂得如何组成词语、如何正确地发音。但是读书的目的更在于对知识的理解（犹如品尝食物），以及因汲取了知识（吸收营养）而获得成长。
聪明的读者会使用一些技巧来帮助加深理解，但他们一般都没有意识到自己使用了这些技巧。如果意识到自己所用的技巧并学习使用新的技巧，会让你们更擅长阅读。
有些读者会像科学家一样，自问自答一些问题。当然，你们可能已经这样做了，但却没有意识到这一点。提出并回答问题就是很管用的阅读技巧，可以帮助你们更好地理解本课。
现在以本课中的一句话为例，来解释此技巧。在描述了卢瑟福的实验之后，本课中写道：“卢瑟福发现了原子核，即原子中央很小但却几乎等于整个原子质量的区域。”
如果你从未听说过原子核这个词，你可能会问“这是什么意思”。为了回答自己提出的这个问题，你得继续阅读这个段落剩下的部分，找到更多关于原子核与原子内部结构的信息。你可能也会仔细观察有关卢瑟福实验的插图，看其是否标明了原子核的位置。
再举一个例子。当读到卢瑟福被实验结果震惊了，你可能会问自己能否理解卢瑟福震惊的原因。如果不理解，那就意味着你需要再阅读一遍。