袁燦倫

電子實際上是一種內應力。由質子衍生出來的一種應力。 在希格斯場中產生的一個裂紋，可以跳躍式的移動。

白銀888

對於電子的認知。

對於大多數普通人來說，電子就像一顆圍繞著原子核不停旋轉的小球。這種認知來源於我們最熟悉的中小學課本里的原子“行星模型”。

這個模型是1911年由發現電子核的盧瑟福提出的，而他的老師湯姆遜則在1987年通過研究氣體放電現象發現了電子。電子的發現打開了通往基本粒子物理學的大門，每個時代的物理學家都在研究電子這個小東西。

如果電子是一個小球，那這個小球又是由什麼構成的呢？ 由於電子太小，人們一直測不出它的半徑，只知道它小於10^(-19)m。

發展到現代粒子物理學，電子被認為屬於標準模型裡面的輕子，屬於無法再繼續分解的基本粒子。在某種意義上，電子可以看成一個零維的點，沒有任何內部結構。

而以最新的原子“電子雲模型”來說，電子也並不是圍繞著原子核旋轉，而是隨機出現在整個屬於它的原子能級空間中，並能在不同能級空間之間來回躍遷，就像包裹著原子核的雲層一樣。

電子的運動方式

從電子雲圖可以看出，電子完全沒有任何明確、連續、可跟蹤、可預測的像行星一樣的軌道可循，這實際上也是“量子不確定原理”的必然結果，由於座標與相應的動量不可能同時精確測定，所以，原子中的電子不可能具有確切的軌道。

我們無法確定電子在某時間點出現在原子內何處，但卻能確定它永遠無法出現在哪。上圖的黑色區隔線就是電子不同能級的分割線，也就是它們永遠無法出現的位置。

這些分割線構成的面可以是平面、球面、錐面或其他曲面，被稱為節面。所以電子在節面上出現的概率密度為零，也就是說，電子不會在這些面上出現。

但電子是如何穿過這些節面，從一邊跑到另一邊的？沒人知道。它就像從一個地點消失，再在另一個地點出現，或許只能認為它是通過第四維度運動的才解釋得通。

而一個原子的節面數，跟電子的軌道數（這都是人類概念化的）有關，常規最簡單的電子軌道與節面的對應關係如下。

當然這一切關於電子的物理圖景，也都只能看成一種近似描述。而我們之所以把電子看成一個沒有任何結構的點，也是因為在目前的物理方程運算中，不需要考慮電子的內部結構。

那電子到底是什麼形狀？

現代物理學有人把電子看成是一種有大小和形狀的雲團，這裡說的並不是圍繞原子核旋轉的電子雲，而是指在電子中心不停產生與湮滅的正反粒子對（類似限定區域內的特殊真空漲落）所構成的量子化雲團。

它的形狀一般被認為是球形或者是蛋形，而它的大小由電偶極矩(EDM)來決定。電偶極矩越小就越趨近於球形。

近幾十年，實驗物理學家們都在嘗試利用原子或分子束技術來測量電子的電偶極矩。截止2014年的實驗結果表明，電子的磁偶極矩非常的小。

但具體的值是多少？目前的設備還無法精確測定，但至少證明了電子是一個完美的球狀雲團。其測量誤差據說只有10^（-27）左右，相當於把電子放大到太陽一般大，電子半徑在各方向上的誤差不超過一個頭髮絲。

總結

從小球到一個點再到小球，對電子的認知，看似又回到了原點，但其描述的物理圖景卻越發清晰。然而，顯然這也還不是電子的真實模樣，你認為呢？

想法捕手

電子的構成

電子作為標準模型的基本粒子，以現在的研究水平並沒有發現電子的下層結構，也就是說電子不可再分。但考慮電子與光子的關係，猜測電子與光子有相同的本質。但電子並不是沒有大小沒有形狀的點。

電子的形狀

與之前的預言相反，根據最新的實驗測量，發現電子的形狀似乎是近乎完美的球形。

電子的形狀曾被認為是包圍著一個無尺寸的點的虛擬粒子的雲。科學家們預測，由於此雲的正負兩極拉動，雲將略微呈非球面形狀。

但是2011年，倫敦帝國理工學院的物理學家喬尼·哈德森和他的同事們對電子的形狀進進行了前所未有的細節分析，他們發現電子是可以測量的完美球體，而且測量精度達

上圖：測量電子精細形狀的設備。

電子的運動和速度

這個得分具體情況了——

• 繞原子核的電子並非是我們被某些文章科普的那樣認為的是以圓周運動，而實際上是符合量子不確定性的和特定的統計學規律的。也就是說電子並非在原子核周圍的空間中連續地“飛行”，而是像量子一樣以離散的方式出現在其軌道上的某個隨機位置，從一個地方消失然後從軌道上另一個隨機的地方出現，並且出現在某個位置的幾率符合波函數的幾率。
  此外，核外電子的軌道也並不是一個環，而是更像是“層”，單個原子不同的軌道層（專業名詞稱為“殼層”）的形狀差別非常大。殼層不都是球形的，而且殼層還可能包含多個子殼層，子殼層又包含多個軌道。根據殼層能級不同以及與核電荷以及不同殼層之間的電交互作用，殼層形狀可以通過波函數以概率的方式給出。殼層之間是相互交疊的。

上圖：氫電子殼層的形狀，因為氫只有一個電子，但這並不意味著氫只有一個能級。當有外部能量注入，氫原子唯一的那個電子可以躍遷到不同的殼層，而不同的殼層形狀不同。殼層上那個唯一的電子出現的幾率由右上角的波函數給出。

所以核外電子實際上就是在不同的殼層上以量子規律和電磁力的規律隨機地以特定的幾率出現和消失——當然，這可以被稱為一種運動。

• 當多個原子結合形成分子的時候，不同原子的最外層殼層會相互融和，這種連接被稱為“價鍵”。這個時候原子外的電子，尤其是最外層的電子的運動就會受到多個原子之間電荷作用，形成一種新的概率分佈。但這種分佈要用波函數表達就顯得非常複雜了。

  上圖：不同的化合物以不同的價鍵連接，形成不同的電子雲形態。

1. 非極性共價鍵
2. 極性共價鍵
3. 離子鍵

• 金屬導體中的電子，主要是最外層的自由電子，可以在金屬的晶格中自由運動。當金屬晶體兩端存在電壓差的時候，這些自由電子就會超一致的方向運動，形成電流。

  上圖：金屬中的自由電子在不通電和通電的情況下的運動差異。

• 當真空中存在高電壓差，電子可以被射出到真空之中，形成電子束。電子在真空中的運動是符合波函數所給出的概率的，電子可以像波一樣形成干涉條紋。
  上圖：電子干涉形成的干涉條紋，說明了電子也是一種波。單個電子也能干涉更說明了電子的位置是符合量子力學的波函數而非經典的動力學。

電子的運動速度

在導體中，電信號或能量能夠以電磁波的形式傳播，其速度通常約為光速的50％–99％，而電子本身的移動速度要慢得多，實際上導體中電子的運動速度大約為每秒幾毫米。電子上承載的信息和能量的傳播與電子本身的傳播不是一回事情。這個跟聲音的傳播跟空氣的運動不是一回事一樣。

電子的運動速度總是接近光速的說法是不準確的。

電子的速度範圍很廣。例如：

• 對於半徑為1mm的銅線，其穩定電流為10A，電子的移動速度僅為約0.024cm/s。
  

• 氫原子核周圍的電子的運動速度大約為200萬米/秒。
  

• 某些放射性物質發射的β粒子，原子序數較大的元素（如鈾）的最內層電子，其運動接近光速。

  
  

總結

電子並不像你想的那樣簡單。

小宇堂

在中學時，電流的概念是電子的定向移動。通俗地說就是每個原子的核外最外層的自由電子在電勢差的作用下發生了定向移動，電子是一種帶負電的微觀粒子。這是大部分人對電子最深的認識。但是，這只是由於電子帶有電荷的表現，電子還具有許多不為人知的特性。

原子核模型

電子的構成

在量子色動力學中，電子與光子一樣是具有不可分割性，是一種基本粒子，也就是說電子內部沒有實質的粒子，但是電子具有角度量以及磁性。電子與光子具有能夠相互轉化，原子核外的電子排布分為高能級與低能級，當光子射到物質表明時，物質的原子就會吸收光子的能量使得原子核外的電子從低能級躍遷到高能級。當然，高於絕對零度的物質都能夠發生電子由高能級向低能級躍遷，從而釋放出光子。

電子雲

電子的形狀及大小

以最新的研究表明，電子的形狀還不得而知，各方眾說紛紜。2013年自然雜誌發表了名為《Electron appears spherical, squashing hopes for new physics theories》一篇論文表明趨向於球形，準確的來說，電子的形狀更像是一個雞蛋狀。如果把電子看似一個圓球的話，它的半徑約為10^-10-10^-15量級。

電子的運動

電子是符合量子力學的。相信大家都知道著名的雙縫干涉實驗，起初人們就一束光來進行干涉實驗，證明了光的波粒二象性。後來慢慢發展用單個電子，同樣有干涉條紋。再後來又通過雙縫干涉實驗發現在有監控設備時實驗的結果截然相反。後來哥本哈根學派依據此種現象提出了量子力學的不確定性原理。電子在核外的遠動是以波函數的概率來呈現的。電子並不是圍繞原子核外固定的軌道運行，也沒有規律可循。我們不知道電子在原子核外到底如何分佈，只能以出現在某點的概率來表示。

電子的速度

電子的運動速度是不一定的，電子的運動速度不是一定的，根據其能級和所處的軌道變化，在沒有外力干擾下勻速運動，受到外力干擾或者說獲得了能量，躍遷以後運動速度會加快。並且電子運動速度的增加並不是一個連續的過程，而是跳躍性的增加。能級越高，速度越快，電子的平均運動速度也是比較接近光速的。大概與光速相差約為 幾百倍，這已經是很小的差距了。

電子運動速度

微觀世界的很多物理現象都跟宏觀世界大不相同，許多現象看起來甚至是匪夷所思的，這也是現代量子理論成為物理學新的框架的根本原因之一。

徐曉亞然

答：當前理論下，電子已經是最基本的粒子之一，不存在內部結構，本身是點狀的。經典物理模型為：球形，直徑大概10^-15米數量級，一般繞著原子核運動，氫原子中基態電子的繞核速度大約是1/137倍光速。

在量子電動力學中，電子是基本粒子之一，而且量子電動力學要求電子不存在內部結構，不然處理電子中電荷的問題時，會得到發散的結果。

目前關於電子的繞核模型，以電子雲模型最為合理；因為不確定性原理，電子不存在固定的軌道，甚至電子本身也沒有確定的邊界，只是以概率波的形式，瀰漫在原子核周圍，當我們測量電子時，概率波就會坍縮到具體的位置。

只有在經典物理中，我們才討論電子的具體大小和速度，此時電子繞著原子核運動，而且各種能級對應軌道下的運行速度是不一樣的；比如氫原子，電子處於基態時，電子的繞核速度大約是1/137倍光速。

雖然在量子力學中，我們無法談論電子的結構，但是一些未被實驗驗證的前沿理論，比如超弦理論，就認為電子由更基本的“弦”組成，弦以不同的形式振動，就得到了不同的基本粒子。

只不過“弦”的尺度太小，大約在10^-34米級別，以目前的技術條件，根本無法探知“弦”的存在，所以超弦理論只是一種假說，而且非常被物理學家看好。

好啦！我的答案就到這裡，喜歡我們答案的讀者朋友，記得點擊關注我們——艾伯史密斯！

艾伯史密斯

這個問題是我提出來的，為什麼要提這個問題？是因為我有答案！

一、現有量子力學理論的答案

看到有幾個人認真的回答了，但都是基於現有的量子力學的理論回答的，都是否定的答案：

1、不知道電子是由什麼構成的。認為電子是基本粒子，它沒有結構。

2、不知道電子是什麼形狀。認為電子具有波粒二象性的，沒有形狀。猜測大概是球形吧。

3、不知道電子有多大。認為電子沒有大小，只是一個點，無窮小的幾何點。

4、不知道電子是怎樣運動的。認為不是波爾說的軌道，而是電子雲，只知道它出現的幾率。

5、不知道電子的速度。認為電子的速度是變化的，不同能級上的速度不同，但比光速小。由不確定關係可知，電子的速度和位置不能同時確定。

二、量子力學理論什麼問題都沒有解決

這樣的問題，量子力學理論根本沒法解決，是因為量子力學理論是不完備的。

三、光、電子

光就是電磁波，就是電磁波本身，是電場和磁場相互交替激發形成的波動，光的量子化就是電磁波波動的波包。電子就是波動的電場形成的波包。電(子)和光(子)都是有形狀有大小有體積的，它們的大小就是半波長，形狀是紡錘形的。故不能把它們當作質點，不是無形狀無大小無體積的“粒子”，不能稱它們為“子”。它們的體積可以很大，無線電波段的光(子)的長度可以達到幾千米，不再是點粒子了。量子力學理論錯誤的原因，就是把它們當成了點粒子，微觀世界本來就很微觀了，再把它簡化為質點，就丟掉了它們的細節和結構，得出的結果肯定就不精確，只能得到大概情況，這就是“幾率”的原因；把質點定在它的體積的哪個位置？這就是產生“不確定性”的原因。

(我透露得太多了，這是天機)

四、量子力學理論是錯誤的

很多人都已經知道我是業餘研究量子力學理論的專業人士，我的出發點和其他研究人士不同，其他人是學好量子力學理論，發展量子力學理論，而我是專門給量子力學理論挑刺兒找毛病，專業質疑量子力學理論，挑到最後，量子力學只剩下三個假說勉強可以用：

1、能量量子假說

2、愛因斯坦-德布羅意關係

3、物質波

其他所有的都被我全部扔掉了。

因此，我不是發展量子力學，而是反對量子力學，批判量子力學。經我多年的研究認為：

(哥本哈根學派的)

五、電子是由什麼構成的？什麼形狀？有多大？怎樣運動的？有多快？

要完整回答這些問題，我寫了有一本書那麼長的論文，又由於別的原因，我就不發在這裡。直接給出答案——

1、電子是由電場構成的

2、電子是橄欖球形

電子波的波長是振幅的π倍，圓周率包含於天生地設的每一種物質之中。

λ/A=π

3、電子的大小見下圖

4、電子繞原子核波動

5、電子的速度見下圖

光速是氫原子第一能級電子速度的137倍：

c/v=137

袁燦倫

原子由；原子核和電子組成。一個氫原子應該由無數電子基本粒子組成的一個球層包裹著原子核，球層的厚度相對它的原子核直徑差別就大了。 它的功能是保護原子核能量不丟失，原子核是一個熾熱的球，電子的基本粒子大於光子，從原子核射出的光子會被電子的基本粒子反射回去或吸收一部分，來保持氫原子穩定。無數電子基本粒子圍著原子核做無規則運動，速度應當和太陽風相同。

與你奇思妙想

標準模型中有基本粒子的概念，比如光子，電子這些粒子就屬於基本粒子，其不可再分，沒有內部結構。

電子的形狀很難描述，形狀這個詞是描述宏觀物體的。電子的形狀並不是球體的，也無法用形狀這樣的詞語描述電子。我們平時看到的這樣的照片，只是為了形象表達電子繞核運動，其電子並不是圖中的球形形狀。

電子不被觀察時，既是波動的也是粒子性的。你說電子什麼形狀？ 我更願意相信電子是波粒二象性的形狀。

電子沒有固定的軌道和位置，科學家稱電子為“點粒子”，它發生作用時，就類似於點，而不會填充空間。

電子的直徑並不能很精確，只能大概鎖定到10^-15m這個量級上。

電子雖然繞原子核運動，但卻不像地球繞太陽那麼規律。人類沒有辦法同時測量電子的速度和位置，也就無法得知電子的軌跡。所以我們只能被迫採用另一種形式描述電子的運動，也就是概率波。我們只能用概率統計出電子在下一秒出現在某點的幾率多大，而不能確保電子在下一秒一定出現在某點上。

電子釋放能量後其能級會降低，這些能量會變成光子。電子吸收能量後，其能級會升高。

其實高能級和低能級只是說電子出現在高能級區域和低能級區域的概率而已。電子吸收能量其能級增加，也只能說電子處於高能級的幾率會增加，但依舊有出現在低能級軌道上的概率，只不過更低了而已。動態圖中紅點密度越大的區域，代表電子出現在這一區域的概率越大，反之亦然。

電子繞核速度要看在什麼能級上，不同能級上的電子其繞核速度不一樣。

第一能級繞核速度約為2.2×10∧6m/s

第二能級約為1.1×10∧6m/s

第三能級約為0.73×10∧6m/s

其平均速度比光速低了兩個數量級

科學認識論

僅作意見分享，現在很多理論都是在摸索階段，不能證對也不能證偽。希望一些新的觀點能給操刀的科學家們一些啟發就足矣。

這個問題很有代表性，因為所有微觀粒子都有不確定性這樣的問題。 目前還有沒一個最終的宙模型來解釋這些現象，這才是根本問題！實證科學拼的是人類的“硬件”能力，但人眼藉助科技設備的分辨力已到了極限。這是人類的終極難題。

人們把科學和哲學分開，實際我們說的科學只是人類按“科學”的方法取得的有限的知識積累，離真正的終極真理相去甚遠！人類不是萬能的神，實際上只是一種特殊的物質運動形式而已，要想用這些"很簡陋"的設備來完全瞭解宇宙，沒有哲學這種強大的邏輯思辨工具，根本是不可能的。所以宇宙終極奧秘一直都在那兒，只是我們“看不見 ”而已！而哲學+科學實證才是讓人類更接近真理的利器，別無他途。

上面這個誤區搞清楚後，我們再來破解宇宙的前世今生，電子只是其中的一朵“小浪花”而已。

首先： 宇宙的來源，現在看到的繁華世界，包括天文望遠鏡能到達的138億光年的"宇宙邊緣"，以霍京大師的結論就是：我們知道宇規律是這個樣子，但為什麼是這個樣子，他不知道！前輩科學家們做了大量的研究工作，那後來者要做的必須是解決“知其所以然”工作了。從哲學邏輯來推理： 宇宙只有兩種可能： 一種是被創造的，一種是一直都存在無需創造的。如果是被創造的，我們將永遠找不到那個終極創造者，因為這個終極創造者必須要有上一代的造物主來創造它，從而形成邏輯上的悖論。所以宇宙只能是一直存在在那裡的！無須創生，一直變化的！雖然這和我們人擇意識的知識體系相沖突，但至少能做到邏輯自洽。這裡有幾個問題，值得重視，

1），既然人類是一個很簡陋的認知“硬件設備”（哲學智慧可算作“軟件能力”）那我們能感知和“看到”的宇宙必定是有限的，不完整的。比如我們用光子看世界，小於光子波長的結構我們就能為力了。我們認識物質其實就是解讀一種相互作用而已這和我們“看到真實的宇宙”距離還很遠，並且極端地不完整，會漏掉很多信息。所以從理論上看我們是不可能靠實證這種方法完整地認識宇宙！所以那些拿公式和實驗數據來說話的人，請不要武斷地下結論，只有自己的結論才是最科學的最靠譜的。正確的結論必須是邏輯上和實驗驗證上都經得起檢測，並且是大的時間跨度上！

2），是什麼樣的物質構成宇宙而具有這樣的屬性呢？ 無須創生，一直存在著，所有這些物理規律都在恆久而忠實地執行？實際上物質屬性代表的只是一定的物理規律，我們所觀測到的只是這些，繁華的世界只是大腦的一種重構，而不是本來面貌！物質的定義需要修繕成這樣：它不僅是一種客觀存在，更是物理規律的實施者。宏觀的現象只是微觀現象的統計，宇宙的本質是由微觀決定的，由繁到簡，宇宙應該由“0”與“1”的最簡方式構成的。（類似現在的電視屏由大量的RGB三基色點陣構成的，但卻可以重現各種生動複雜的圖像），我們從哲學上確實不難看到更遠的科學結論，儘管科學水平還有很長的路要走！宇宙是一種怎樣的“0”“1”，是怎樣地一種無須創生的存在，這是未來科學要解決的問題，前提是地球生態不被毀滅的情況下，因為人類的生存環境本身就是一種極端特例。“文明”作為一種運動形式不是隨處都有，也不可能永恆存在的！

3）， 討論電子的本質還有一個前提就是我們還要搞清楚空間和物質的關係！物質在空間中的各種運動現象已經司空見慣了，都認同了物質是獨立於空間的實體，而空間是“空的”只是一個容器。沒有人質疑空間是一種怎樣的空，物質又是如何在空間中運動的，愛因斯坦大師的空間彎曲也只是為了解釋引力改變光線的作用補上的，並無意解決空間彎曲的本源問題。 如果空間一無所有，物質慣性肯定是不存在的，而且也沒有速度極限，因為沒有任何阻力存在的話速度是無窮大才合理。我從這點反推就發現了現代的物理理論的缺陷所在，實際上光速有極限，物質有慣性，只能說明，宇宙本就存在其固有的結構，而且極高強度，看看超新星爆炸，中子星相撞，號稱是重金屬元素的製造機， 但乞今 為止沒有發現哪塊空間被炸壞了！同一塊空間任何物都可無害通過，只要軌跡能經過那裡！

更進一步邏輯推理得知，如此得複雜的物質世界，解釋模型並非只有經典的一種：

a) 傳統理論認為：所有物質都是獨立的於空間的， 空間是空的，物質運動只是“路過”那個空間而已 ）

b) 宇宙應該是一個整體，空間才是主體（目前我們看不見和也探測不到）所有物質 都是在空間框架上傳播運動，沒有獨立的物質，只是能量在空間中傳播！ 如同上面的電視屏幕的例子，三基色的空間架構可能組成無限多的物質形式和運動軌跡，而且是3D以 上維度的！

綜合比較來看， 後者可以更合理的解釋物理規律的形成，所有的性質實際上是由空間決定的，所有空間的一致性都由空間決定！這也回答了霍金大師的困惑，宇宙規律為什麼會這樣。物質只是一種特定形式的空間運動形式。能量是空間的固有屬性，能相互轉化但不會增多減少！而前者邏輯上的漏洞就太多了，我們需要太多的假設。而空間這種物質的組成很可能是一種基本的場，磁場，電場都是由它產生的。處處存在但我們現在無法探測到它。

有理由相信，將來要解決的就是空間是一種怎樣的自然存在。畢竟這只是違返了人擇意識下的宏觀經驗而已，就是說沒有創造都就不應該有任何存在。解決它的難度應該小多了。

電子之所以能穩定存在，是有對應的空間運動場。這樣理解就但 比較容易了。而空間的基本構成就是場，而且是一種對立統一的“0”“1”兩狀態的場，沒有對立統一的運動，世界就是一片死寂。它的運動形式是既有波的特徵又有粒子的特徵，本質上不是波也不是粒子，因為是它構成了我們宏觀中的波動性和粒子性！

正因為這種基本運動場的特性，就比較容易理解，量子包括電子在不同的環境條件下，它可能會有不同的形態，如主流解釋的“遢縮”，即一個光子打在上面，就可能改變它的狀態，總之 人擇意識和宏觀經驗是不適合於微觀量子規律了，而意識這東西是由大腦神經網絡的有規律活動形成的，正如一臺鋼琴有80個鍵，對應著大腦神經網絡，是硬件基礎，但這些鍵的排列組合產生了一首動聽的旋律，好比大量腦神經網絡的相到關聯和信息傳遞就形成了人類意識。所以意識和旋律是一種運動形式，而鍵盤和大腦神經網絡就是運動的硬件基礎。同理改變量子狀態的只是光子或還沒有發現的物理量，不可能是意識所為。

宇宙或許真地同我們的電視屏幕一樣，空間結構就如同大量的RGB三基色點陣，而我們所看到的只是電視幕這些點陣所表現出來的無限組合形式（各種圖像還原）。宇宙大爆炸只是一種運動現象，一種變化的圖案而已，而三基色矩陣才是我們宇宙的客觀存在！這也是愛因斯坦等大科學前輩畢生追求的大統一理想吧。

搞清了宇宙基本模型，題目問題才會迎刃而解。電子的本質也就顯而易見了

東方哲學思維

電子還有一個重要功能就是自旋徑落，它是產生一切力的根源，所以關於力的一切理論解釋不了的不能統一的都可在自旋徑落的動態平衡原理下找到答案，造成原因依然是對立耦合群體組成的無內外耦合體線速差，電子這種功能觀測有難度，但它與人們生活中看到的水中漩渦漩頭風龍捲風颱風木星六方風暴等等自然現象工作機制是相同的。(本文原創，個人研究結論供參考)

關鍵字: 內應力 科學 電子