电子和原子核分别带负电和正电，两者为何不会吸引到一起？

一百多年前，科学家们认为原子内部结构与太阳系非常相似，原子核就相当于太阳系中心的太阳，而电子就像地球那样围绕太阳旋转。

果真如此的话，由于电子在运动过程中会向外辐射电磁波，也就是能量，如此一来，电子的运动轨道就会越来越靠近原子核，最后彻底坠落到原子核上面。

这样的话，原子根本不可能保持稳定，很快就会变成中子。但现实中的原子非常稳定，电子并不会自发地坠落到原子核上。为什么会这样？

科学家们深入探索后发现，原子的结构与太阳系结构并不一样，而且有很大不同。原子内部结构只能用量子力学去解释，而我们的太阳系属于宏观世界，需要用经典物理学解释。

那么，电子为何不会坠落到原子核上面呢？首先我们需要了解一个概念，电子跃迁。

在微观世界，粒子的状态是不确定的，这种不确定性是微观世界的固有属性，与人类的测量水平高低没有任何关系。通俗来讲，我们不能同时获取微观粒子的速度和位置信息，只能用概率描述，也就是说，我们只能描述微观粒子在某个位置的概率，用“波函数”去描述。

通过著名的薛定谔方程，就可以求解波函数。薛定谔方程看起来有些复杂，普通人很难理解方程的含义。不过我们也没必要去详细了解。只需要知道薛定谔方程在微观世界的地位，就如同牛顿第二定律在经典物理的地位。

微观世界与我们所在的经典世界完全不同，牛顿定律和相对论等理论并不适用，只能用诡异的量子力学去诠释。

说了这么多，到底什么是量子跃迁呢？通俗来讲，就是电子的能量变化，从低能级跃迁到高能级需要吸收能量，而从高能级跃迁到低能级需要释放能量。

能量在宇宙中无处不在，所以电子总会吸收能量，跃迁到高能级，也就是激发态。不过由于基态是最稳定的能级，所以电子总会倾向于跃迁到基态，同时释放能量。

打个比方，假如山顶上的石头就是电子，这块石头在山顶上能量较高，所以石头始终有向下滚落的趋势，也就是从高能级跃迁到低能级的趋势，总会倾向于滚落到山谷，也就是基态，因为山谷是最稳定的状态。所以，任何风吹草动都可能让石头滚落到山谷。

而如果你想让山谷的石头跃迁到山顶，就需要外界的能量输入，通常需要很大的能量才行。

不过，由于能量是离散的，不是连续的，所以电子想要发生跃迁，吸收或释放的能量必须是两个能级差的整数倍才可以，否则就不会发生跃迁。而且，电子只能在不同的轨道上来回跃迁，并不能在两个轨道之间。

这也是为什么电子不会坠落到原子核上的主要原因。电子的位置是不确定的，只能在不同的轨道上跃迁，表现出来就好像电子云那样，即便是只有一个电子，看起来也好像电子无处不在一样。

那么，电子跃迁的能量到底来自哪里呢？

刚才说了，宇宙中能量无处不在，各种电磁波几乎充满了整个太空，而电磁波其实就是能量，这些能量会影响到电子的轨道，让其发生跃迁。

同时，即便是没有外部能量，看起来空无一物的原子内部其实也充满了能量，这种能量就是真空零点能。

何为真空零点能？简单说就是真空的最低能量状态。我们都知道，所谓的真空，其实并不是空无一物，因为量子力学的不确定性决定了，虚粒子对会通过赊借能量的方式衍生出来，然后瞬间湮灭归还能量，整个过程只要时间足够短，就可以发生，并不违反能量守恒定律。

虚粒子对衍生并湮灭的过程虽然短暂，但确实可以“凭空”产生能量，这种能量就是真空零点能。这个过程也被称为“量子涨落”或者量子起伏。

这种真空零点能看起来就像是沸腾的海洋那样，非常热闹，甚至比我们所在的宏观世界还要热闹。

量子涨落带来的能量就可能对电子产生一定的扰动，从而让电子发生跃迁。通常情况下，电子跃迁到高能级后会很快释放能量，重新跃迁到基态。不过如果外部能量足够高，电子就会直接跃迁到非常高的能级，成为自由电子，彻底摆脱原子核的束缚。

总之，我们不能用宏观世界的物理定律去描述电子的行为，需要用量子力学的不确定性才能诠释。严格来讲，电子并不是围绕原子核旋转的，而是表现得像电子云那样，在基态和激发态之间来回跃迁。所以电子并不会被原子核吸到上面。

不过，在特殊情况下，如果外部力量足够大，确实可以把电子直接压到原子核上，与质子结合形成中子，这也是中子星诞生的过程，中子星自身巨大的重力会直接把电子拉拽到原子核上面！