原子结构范文

原子结构篇1

这部份说的核的具体结构是指：所有质子之间间隔1个中子或2个中子，直接接触的一种全新的核结构形式。所有支节以间隔1个中子组成，主轴以间隔双中子组成，分上、下部份。质子支节排列规律类似于核外电子的排列规律进行，先排质子P层（电子是小写p），且自旋向上的3个P质子排在上部，自旋向下的3个P质子排下部；再接着排D、F层。排完的大核有主杆、有许多支节分上下部份，就象一棵有主杆、主根、有支节支根的大树。

由于间隔1个中子时质子间引力大于斥力，迫使整个核高速作圆周旋转，其转动时核的直径正好是核的主轴长度，卢瑟福实验中测出核直径，证明和主轴上所有中子和质子直径相加得到的主轴长度相等。碳族核外电子经sp杂化后成三角四面形状，而碳族核内排列经SP杂化后也成三角四面体而稳定。从 212Po 核经α衰变后成为了稳定的Pb 208和钴60（60C O ）核在3D处发生β衰变后的位置及产物的核结构也证明三角四面体结构的稳定性。

从这个结构中发现：双中子处核力最弱，原子核裂变就是发生在主杆上部的2S至3S的双中子上，因此才形成了不对称的产物（见《第三部份核的裂变位置》）。从这个结构发现：只有同向旋转的两个核在接近到双中子以内时才能裂合，这就是裂变的原因（见《第四部份核的裂变机理》），也说明发生裂变的条件苛刻。“真理总是最朴素。”

关健词：单中子结构、双中子结构、三角四面体形、支节、主干、树形结构、主轴。

中图分类号：查阅《中国图书馆分类法》

总

序

对旧的知识的深入理解和推导，从而得到新的知识理论，科学的发展总是跃越性的，没有大胆的假设就没有科学的发展。对原子核结构的探索将使现在科学理论跃升到一个新的台阶，这个结论若能得到进一步验证，将会重新改写物理教科书。

核外电子具有强力的排列规律（元素周期表等），核外电子具有清楚的壳层结构和能级排列，碳族元素外层电子具有s1p2杂化.所有这些核外电子的性质由电子本身决定还是由原子核结构决定呢?

对原子核裂变产物分析发现:为什么裂变成质量均匀的两半几率很小，裂变成不均匀的两半几率很大? 钴60核（60 C O ）的β衰变后变成了Ni核，从而核变为稳定结构.。 212Po 核经α衰变后成为了碳族中稳定的 208Pb 核 。稳定的核结构是什么形状的呢?

核力是两种不同性质的力的组合，在相邻两质子之间表现出的核力势垒图如图2-1.

从图中可看出质子之间间距在约R--6R之间表现出引力(R为质子半径)，在这区间之外表现出斥力。原子核的高速旋转中每个核子必须具有向心力，所以核子间只能表现出引力才能组成原子核。从图中还可发现在1.7R--4R之间引力最强，从这点可推断：质子之间是以间隔1个中子或2个中子组成原子核的；中子于核内只表现出引力；间隔1个中子或2个中了后每个核子还具有多余的引力 ，这个多余的引力正好作为核子园周旋转的向心力。难道单中子结构和双中子结构就是原子核的基本结构形式？

以上所提的许多科学凝问都是由原子核的未知结构产生的，核的结构应该是怎样的呢？本文推导出一种多支节、相邻质子间隔1个中子或2个中子的树形结构，并为它命名为“核的树形结构模型”，多质子大核结构象一颗大树，有树根、树干、树支、根支等；少质子核象个小树苗。这样的结构它的主轴长是它作园周旋转时的直径，这个直径正是卢瑟福实验测得的原子核直径。这种结构正好使任意相邻质子表现出引力，相邻外的所有质子表现出较小的斥力，从而核内总的核子间作用力表现出引力。

下面分两章说明：一章、树形核结构排列规律。包括形状、形式、次序、多中子排列问题等。二章、树形核结构例举证明。包括电子运动规律映证树形核的结构；著名弱相互作用宇称不守恒映证树形核结构的非对称性；212Po的a

力太小，必须有分支旋转产生组合引力作用下才能存在，所以主要在第2层以外的特定三角区内出现。这两种形式是由核力的基本特性决定的，强大核力作用下，高速的核子不可能象气模、液模、壳层结构所述“悬空达到平衡稳定”；只能以上述两种结构形式中子质子相间隔接触存在。因为核力是两种不同性质的力的组合，在相邻2个质子之间表现出的核力势垒图如图1，从图中可看出质子之间间距在约R--6R之间表现出引力(R为质子半径)，在这区间之外表现出斥力。原子核的高速旋转中每个核子必须具有向心力，所以核子间只能表现出引力才能组成原子核。从图中还可发现在1.7R--4R之间引力最强，从这点可发现：质子之间是以间隔1个中子或2个中子的基本形式组成原子核的；中子在核内只表现出引力；间隔1个中子或2个中子后每个质子还具有多余的吸引力 ，它正好作为核子园周旋转的向心力。所以，单中子结构、双中子结构就是组成原子核结构的基本结构形式。

2、原子核的树形核结构模型形状

单中子结构、双中子结构形式又是怎样组成一个大核的？

原子核结构形状形如一棵理想的大树，叫“树形核结构模型”。多质子大核以主要形式排列到第2层后，首尾质子因核力作用而明显偏离轴心，为了加强核力和整体的稳定，就由同等地位的3支P质子组成三角分支结构，这3个P支节在主轴S层质子上取名为3支P亚层。稳定态时，这3支P亚层分支与主轴正好形成四面体，称之为：三角四面体结构，如图2－2碳核下部的结构分支。在三角分区之后的结构是以双中子次要形式组成。第3层以后的分支又可在3支P亚层分支上生长出5支D亚层分支，第4层以后的5支D亚层分支上又可分生出7支F亚层分支，各亚层分支由能极高低和轨道数决定。所有亚层分支结构形式都是单中子形主要结构形式。多支节大核的分支以2支或3支组成体系，由各体系组成趋三角四面体形，总体核的形状仍以主轴为中心组成趋三角四面体形结构的亚稳定结构。整个多质子大核结构形如一棵理想大树：有主干、有分支、有次分支，有主根、有分根、有次分根……它以主轴为主体、以三角四面体为根本，首尾以图2－2碳下部三角四面体形结构组成为最稳定结构。这就是核的形状。当核高速园周旋转时，从外界观察可以发现它形如“球形”，当核主要以主轴方式旋转时，从外界观察可以发现它形如“仿垂形”。不旋转（现实中是不可能的）观察就象一棵理想的大树。所以，把本文推导得出的核结构叫做树形核结构模型。

3、核内质子分层及按能极高低的排理顺序

树形核结构模型是分层多支节的，它分层排列规律是怎样的呢？

质子分层可分为1、2、3、4、5、6、7层次，每层能排列的质子数分别为：2、8、18、32、18、8、2、（到今为止的最多质子数）。其中第2层分为S、P亚层，第3层又分为S、P、D亚层，第4层又分为S、P、D、F亚层，第5层分为S、P、D、F亚层，第6层只有S、P两个亚层，第7层只有S亚层（到目前为止的的核层次）。各亚层质子支数为S为2支，P为6支，D为10支，F为14支。（其中核结构上部树支节有约一半数亚层支节，下部根支节有约一半数亚层支节）。

质子分层后，能极大小从低到高的顺序是：1S（1层S亚层）、2S、2P、3S、3P、4S、3D、4P、5S、4D、5P、6S、4F、5D、6P、7S、5F、6D...... 质子数从小到大不同的核依次排列。

从少质子数到多质子数的核排列正是从能极低到能极高来排列的，由电子排列规律可得到质子排列规律。对于同一层而言：例如主轴的上部第4S层上将排列3支4P，4P上将排列5支4D，4D上将排列7支4F（下部第4S层上也同样排列）。也就是说S上可排3支P，其余各亚层只能排1－2个支节（其中主轴偏向的亚层支节只排1支）。所有质子、中子的增多，总是先从能级最低层次排起，并且总是从核磁场的北极增加（图中核下部），达到三角四体稳定结构后，才在核磁场的南极增加（图中核上部）

以上质子排列由核外电子排列规律推导得到。是电子排列规律决定核内质子排列规律？还是核内质子排列规律决定电子排列规律呢？当然是内因质子决定外因电子，质子排列规律决定电子排列规律；所以，完全可以由电子排列规律映象反推出质子排列规律。以上排列规律类同电子排列规律就是这个道理。

4、中子数太多的大核结构规律

在原子核内，中子的主要作用有点是保护性质的作用，中子的多少与核的自旋和稳定有关，转动平稳、结构稳定的核相应中子数就多些。

对同一种元素，当原子的中子数特别多时，中子加排在什么地点？多中子大核结构（或指同位素核的结构），按核的主要结构形式和次要结构形式组合后余下的中子怎样排列？余下的中子将占据质子下一个能极的位置。对于大核余下的中子太多，它不仅占据下一位质子能级位置，还将占据更下级的第二、三能极的位置。在大核分支处核力加强，园周旋转慢，需要的向心力小，在亚层分支之间处也可吸引一些中子（排列规律之外，亚层分支之间处）；因为质子与质子的库仑斥力，使这些地方不能排上1个质子，只能吸引排列一些中子。所以， 越大的、转动越慢的核吸引的中子数越多。

总之， 每个质子运动状态决定1个相对应的电子运动状态。电子排理的规律：能量最低原理、洪特规则、保里不相容原理的正确性，正好间接映象出质子排列的正确规律。所以质子分层用大写字母：S、P、D、F表示。（电子排列用小写字母：s、p、d、f）

下面例举一些典型的核的排列事例，对核的结构规律加以祥细说明。

二章、原子核树形结构模型排列例证

1、核外电子云图映证碳原子核的三角四面体稳定结构形状

一般碳核有6个质子和6个中子，绝对按能极高低排列出的核结构是：1S2 、2S2 、2P2（2P2 表示：第2层的P亚层有2个质子）。如图2－3图(1)，这是一个不稳定的结构，因为图中2S上的1个质子因核力要偏离轴心转动，很不稳定，一支2P质子和另一支2P质子两支质子也不能组成三角四面体稳定结构，整个核表现了极不稳定；因此，整个核将重新组合：1 支2S质子与2支2P质子杂合成3支同等的分支，组成三角四面体结构 ，从而使核首尾缩短而成为三角四面体稳定结构；称这种杂合叫碳核的S 1P 2 杂化结构。所有的碳族原子核都有这种杂化结构。如图2－3中间图(2)，2S12P2 杂化组成三角形，与主轴正好组成三角四面体结构。2S杂化为一支节后，一个1S作为变化后的2S，最上面的2S成了1S，整个结构好象减少了一个2S。这就是核的稳定结构形状：三角四面体形。

碳核外电子云层图如图2－3中图(3)正好是四面体形结构，每个外层电子运动状态都由核内相对位置质子的状态决定，碳核外电子云图正是碳核质子杂化后组成三角四面体的间接映象。核的结构不可能用实验仪器直接验证，那么，从核外电子的运动状态我们能感悟出什么呢？那就是核内的形状与核外电子的云的形状一定有关联。而对应的核外电子中，所有的碳族电子也有同样的杂化结构，从而映象出碳核的SP杂化结构。（所有图中黑色为质子，白色为中子）

2、钴60核（60 C O ）的β衰变机理及宇称不守恒的原理映证核的稳定结构形状

钴60核（60 C O ）的β衰变后变成了Ni核，使外层非三角体形结构衰变后成为三角体形结构，从而核变为稳定结构。

钴60核（60 C O ）有27个质子和33个中子，其中最外层1个中子 0 n 衰变成 1 P质子，并放出1个负电子－1 e 。钴60核（60 C O ）结构如图2－4中图（1），按能极排列为：1S2 、2S 2 、2P 6 、3S 2 、3P 6 、4S 2 、3D 7 。最后排列的3D7 中7个质子首先在图下部核磁北极排完5个后，余下的在上部核磁南极上排上2个质子。图2－4中图（1）下部北极，平面图如图2－4中图（2）：5个3D质子分三组组成三角形，与1个4S质子组成以主轴为中心的趋三角四面体形结构；这样钴60核（60 C O ）结构下部变为稳定结构。为什么下部D亚层只能排列5个质子呢？这是由于质子排列规律决定的：D亚层最多能排10个质子（F亚层最多能排14个质子）； 下面排列5个D亚层质子，上面排列5个D亚层质子，并且总是从核磁场北极首先排列，达到半满后，才到上部排列余下的。（从这里也看出质子排列规律与核外电子半满排列规律相同，从而映证质子排列的可行性）。

钴60核（60 C O ）的上部结构如图2－4图（3），2个3D质子与1个4S质子加1个中子不能组成三角四面体结构，不稳定；只有在X中子处由中子衰变产生1个质子才能组成三角四面体结构，从而使整个核变稳定。衰变后没有变成5个质子的保满状态，但三角形结构比衰变前稳定得多了。所以钴60（60 C O ）核在X处发生β衰变，并从此处放出1个负电子； 钴60核（60 C O ）的衰变发生在特定位置，这个位置正好是核磁场的南极。钴60核（60 C O ）的衰变发生在特定位置，正好可由科学家吴建雄验证弱作用下宇称不守恒实验得到映证：

1956年李政道、杨振宇推断弱相互作用中“宇称不守恒”，建议用β衰变电子的角分布来推断。1957年吴建雄等完成了此项实验：(文献1)

“把β衰变的钴60核（60 C O ）放在强磁场中，温度降到1K以下，最后达到0.004K，这样有60％的钴60核（60 C O ）磁矩取顺磁场方向。低温下原子核热运动减低，以免扰乱原子核的有序化。实验发现，60％的β射线从反磁场方向发射出来，40％的β射线从顺磁场方向发射出来。” 实验证明：钴60核（60 C O ）β衰变发生在核磁的南极，或说是逆磁方向，也就是图2－4的X处。实验映证：核结构排列总是在核磁北极排满后才在核磁南极排列。实验映证：衰变后的三角形比衰变前稳定得多。从整个核结构可以直观看出核结构是非对称的，反过来说明弱相互作用时宇称不守恒的原因。从结构上说“宇称不守恒”其实是核的结构并不是对称性质的，总是N极大，S极小。

（ 我做了一个钴60核（60 C O ） 结构的土制模形，有机会定会展示给大家。）

下面再用其他方法去映证核的大树形结构。

3、212Po 核 的α衰变再次映证核的三角四面体稳定结构和核的排列方法

212Po 核的α衰变成208 Pb 核后，其208 Pb 核结构上下为正三角四面体形和趋三角四面体形，比衰变前要稳定得多，再次映证核的三角四面体结构是核的基本结构形状。

衰变方程：212Po －－＞208Pb ＋ 4He （α粒子）

的是1支6P亚层质子，由于只1支亚层质子已经是不稳定结构，再加上周围大核许多质子强大库仑力的斥力作用下，使这支6P质子偏移轴心更不稳定，并带动相连的6S也不稳定，如图2－5。经α衰变后成为碳族的208Pb 的铅核，此核没有6P6S组成的独立支节，并且下部又是S 1P 2 杂化后的三角结构（碳族都有此结构），杂化后的Pb核好象缺一个6S，就象碳少一个2S一样。因此，此Pb核比 212Po 核稳定性强，所以 212Po 核经α衰变后成为了稳定的208 Pb。

212 Po 核的质子排列顺序为：1S 2 、2S 2 、2P 6 、3S 2 、3P 6 、3D 10 、4S 2 、4P 6 、4D 10 、4F 14 、5S 2 、5P 6 、5D 10 、6S 2 、6P 4 。最后4个6P质子在北极排三个后，余1个排在南极的6S上，成为1支不稳定支节。比6P能极大的为7S、5F、6D，因此，排中子时，按常规将中子排列后余下的中子，其余的就排在下一能极的质子位置上，如7S、5F、6D上。一直到128个中子排完为此。如图2－5（祥图与作者联系）。整个核形如一颗多支节有规律支节的大树：上部为支干部分，下部为树根部分； α衰变处正好是树顶上1支幼枝，象被大风吹断一样自然和谐。 经 α衰变后正好成为稳定的S1P2杂化三角结构。

4、卢瑟福测定核半径实验有力地映证了大树形核的主轴长

卢瑟福用α 粒子打击原子核发生散射的方法，求得核的大小，即所认为的核半径大小：计算方法是：由能量守恒定律与角动量守恒定律得到核半径公式，算出核的半径。（文献2）由以上实验测得下例一些原子核的半径：

钴60核（60 C O ） 半径大小为：1.58×10－14 米。

银核 半径为：2×10－14 米。

212Po 核 半径为：2.9×10－14 米

通过对树形核结构模型的主轴直接测量，可以得到核的主轴长。这个长度正好与卢瑟福实验的核半径大小相吻合（在实验误差内）。

物理上测得1个质子半径（也是1个中子半径）约为0.8×10－15 米。树形核结构主轴长正好是主轴上所有质子和中子半径的总和（不计支节）。对于钴60核（60 C O ） 主轴上有8个S层质子和12个中子，所以，计算出半径总和为：

R＝（8＋12）×0.8×10－15 米＝1.6×10－14 米。（与测量值相差0.02×10－14 米）

对于银108 Ag 核 主轴上有10个S层质子和16个中子，所以主轴半径总和 为：

R＝（10＋16）×0.8×10－15 米＝2.08×10－14 米。（与测量值相差0.08×10－14 米）

对于 212 Po 核 主轴上有12个S层质子和24中子，另有1个6P支节对主轴长有一点增加，约加 0.5个中子的半径计算。所以计算出主轴半径总和为：

R＝（12＋24＋0.5）×0.8×10－15 米＝2.92×10－14 米 。 （与测量值相差0.02×10－14 米）

从以上实验和测量可看出，在实验误差范围内，卢瑟福实验测出的核半径正好等于大树形核结构的主轴长。至于为什么有一点误差？那主要是对高速旋转的核进行实验有测不准的原因，核本身高速自旋、实验碰撞时大核也可能要发生偏移；还可能是受支节核力的影响，因而产生误差。仔细看看可以发现：是卢瑟福实验的测不准还是大树形核结构不对呢！

5.核力性质决定了大树形核结构模型的基本组成:

所有理论物理和高能实验发现：核力是短程强相互作用力，从核力势垒图中发现两个质子约在1.2---3.3×10－15 米的距离内表现为强引力作用，在这个距离之外表现为强斥力作用，且这核力与中子无关性，使中子在核力中只表现为引力；核力相邻饱和性，使相邻质子为引力，以外的质子表现出斥力。由此说明：在强相互作用中，质子与质子之间不可能以其他模型悬空达到平衡，只能大树形结构成立，以上说的每2个质子间以单中子结构和双中子结构形式是完全满足核力势垒图中的引力强相互作用和相邻饱和性的；中子在质子之间起调和保护作用，表现为中子质子相互吸引说明核力的与电荷无关性；相邻质子与质子之间因强大引力作用以间隔1个中子或1个中子而成立，并以整个大核作高速自旋所需强大的向心力来减弱质子与质子间的强力作用。特别是质子，因没有引力向外吸引它，而只有向内强引力作用，它需将向内的引力作为自旋的向心力，从而达到平衡；没有这个强力的作用，质子将离心而去；这也是原子核高速自旋的原因。不要误认为质子中子接触就有摩擦，摩擦是宏观现象，微观无摩擦现象。由核力势垒图可发现：当间隔2个中子距离时质子与质子的引力减小很多，虽然有各支节使此点的核力加强，但此点还是原子核中最弱的点；大核裂变产物不是均匀分布的，原因就是裂变发生在树形核结构上部第2层与第2层间的双中子组成的结构这个薄弱点，由于这点周围质子间库仑力作用，使这里成为大核不太牢固的点；而第3层与第4层以下的双中子结构有其他支节旋转产生辅助核力的作用，比第2层双中子结构要稳定一些。裂变时在外来特定能级中子打击下，首先在此点打入组成三中子结构，并立即分离成不等的2个大核（有机会与你再详谈《核的裂变》）。所以裂变产物不是从中均匀分开的。

总之，许多现象都在无形中映证大树形核结构的正确性，它满足核力的性质：短程强作用、电荷无关性、相邻饱和性.，它能解释费米气体模型、核的壳层模型、集体模型等所解释的所有性质，并能解释它们不能解释的现象；如：有哪种模型能解释为什么铀核裂变会主要发生在某个特别的位置？也就是说为什么裂变产物不是均匀分布的。核外电子云具有什么样形状，核内结构就具有相同的形状，内因决定外因，有哪种核结构模型能合理解释电子壳层排列规律？钴60核（60 C O ）的β衰变机理，212Po 核 的α衰变再次映证核的三角四面体结构。卢瑟福实验测定核直径的大小与大树形核的主轴长相等；所有这些还不能说明大树形核结构模型的可行性吗？难道要真实看到高速微小的核才能认可吗（现实中是无法直接观察的）？

一定还有许多证据，希望有识之士于此共同研究验证，使物理理论在地球的东方更上一层。

附文献：

文献1：杨福家著《原子物理》1985年8月第一版，上海科学技术出版社；第20页、342页、347页、352页、332页等。

文献2：褚圣麟《原子物理》第17页、331页、407页。

原子结构篇2

atomic nucleus looking directly structure zhang guo-hui

（nnnengineer，no.8 tiexi rd. liaoyang, liaoning china 111004）

key words

nuclear key,nuclear ring

second neutron

原子核的直观结构(i)

论文摘要

从根本上解决核力 问题 ,进而得到一个 自然 界的普遍 规律 ,即原子核是由质子与中子较均匀地相间排列,然后首尾相连而构成的核子环,围绕其自身的轴线高速转动而形成的壳层结构的带电液滴球核。核子环的成环张力是由核环上所有质子相互推斥提供的，这样就得到了原子核这个微观量子多体系的直观结构图象----核子环。

关键词：核键 核子环 次中子

atomic nucleus looking directly structure

abstract

to attack the problems of nuclear force at the root，thus obtain a universal law of nature.that is,atomic nucleus is a nuclear ring formed by protons and neutrons alternately arrange as keys in a more even order,then the head and the tail connect,and the forming nuclear ring can self-rotate at a high-speed about self-axis,so that forming a shell structure charged liquid spherical nucleus. the forming ring tension of nuclear ring is provided by protons repel one another.so we have

obtained atomic nucleus,the architecture of microscopic quantum many-body,looking directly structure image-nuclear ring.

原子核的直观结构(i)

原子核是物质结构的一个层次，它介于原子与粒子之间，是由质子与中子（统称核子）组成的非相对论量子多体体系。此量子多体体系的结构图象是由核内的质子与中子依靠一种短程的强相互作用力来维系的。这种核子间的强相互作用，称为核力或者强力。

目前 ，对原子核的结构及其运动规律的了解是“多侧面”的：它既具有“独立”核子在由其它核子构成的平均场中运动的性质，而又突出地具有核子间有强耦合的集体运动性质；它既是一个由核子构成的非相对论量子多体体系，而又反映介子、重子乃至夸克自由度的复杂介质；它既是一个有一定量子数的有序物质状态，而又表现出明显的统计性及在一定条件下具有量子混沌的行为，由于核力问题并没有根本解决，各式各样的核结构型虽在一定程度上从某些侧面成功描写了原子核结构所表现出的丰富多彩的多样性，但也都有各自的问题、困难和局限性。〔1〕

因此，我们如何才能用简单、单一的描述来说明原子核这个体系的性质及其运动规律呢？如何使各种核模型统一起来呢？也就是说，各种核子究竟是按一种什么样的规律组合在一起的，原子核的真实直观结构是怎样的，这是从根本上解决核力问题的关键。以下论述是本文作者的一种大胆尝试！

一、核子间核力作用的饱和性

由于核子是有内部结构的粒子，我们把它们想象成象原子或离子那样，能够相互成键。我们把各种核子间形成的核力（近似地说是静态的，与核子速度无关，但存在与速度相关的力），统称为核键，即核子间通过传递、交换兀介子而相互成键（兀介子的静止能量比核内核子的动能大得多），从而出现了兀介子云的叠，就像 电子 云的重叠那样。这是一种短程吸引力，作用范围小于是10-15米，既使在这么小的范围内，键长也是变化的，一般中子与质子之间形成的核键的键长较短，中子与中子、质子与质子之间形成的键长较长。在原子核内，具有最短键长的核键的单个键能即为核子平均结合能。（8-8.5mev）。一般成键后的不同核子不能互相转化。

核子间的成键与原子成键相似，很具有饱和性。就是说，一个核子同直接与之接触的不同类核子有核力作用后，同其它核子无核力作用。一个质子最多只能同两个直接与之接触的中子成键，而质子成键达完全饱和键态，即

h，空间平面直观结构可能为“?”（-中子，?-质子）。而一个中子最多也只能同两个直接与之接触的质子成键达完全饱和键态，即he，空间平面直观结构为“??”。中子（质子）之间成键不具饱和性，一个中子同直接与之接触的中子都能成键，但结合得不紧密，是一种弱的束缚，易因中子的激发而被自动破坏。

二、原子核的直观结构

既然核子成键具有饱和性，那么它们是怎样组成稳定的原子核的呢？原来，原子核并不是那种单纯的“核”，而是由质子和中子较均匀地相间排列成键，然后首尾相连而构成的核子环，围绕其自身的轴线高速转动而形成的壳层结构的带电液滴球核。由于核子都集中在核子环上，因此核内是空心的，即原子核具有空虚的质心。核环转动形成的球形核就象乒乓球一样，形成的椭圆形核就象蛋壳一样。核环的成环张力是由核子环上所有质子相互推斥提供的。这样，原子核外观表现为质子间的较大库仑斥力，使核环伸张，内观则表现为核子间的核力，这种强力使核子一个拉着一个，使核收缩，从而产生核的表面张力，但核的表面张力远大于质子间的斥力，之所以能维持平衡，是因为核力具有饱和性的缘故。另外，因核的转动使核子产生离心力。原子核内的斥张力及离心力同核的表面张力的相互抗衡，维持着原子核空间结构的相对稳定存在。

在核子环上，每个核子只与它两侧的核子有核力作用，形成两个核键达饱和，而与其它的核子一般不再有核力作用。这就是核力在原子核内的饱和性，正由于这种饱和性，使原子核这个多体体系的性质从复杂归于简单、单一，核子环成为环上任一核子运动的平均场。

三、原子核的运动形式

原子核的核环上质子均匀排列的空间有序性，与核外 电子 的规则排布相联系。核子环的自转是环上所有核子独立运动有矢量和，即单粒子运动必须服从或服务于统一的整体转动，这是综合模所描述的——核子在核内单粒子运动与集体运动相耦合。原子核作为一个微观量子体系，核子环的集体转动并非像流体那样作非旋转动，它的集体转动是指原子核势场空间取向的变化。〔2〕

由于核子环整体向一定方向自转（顺时针或逆时针），质子也都相应做环系运动，从而产生环系电流，这样就使原子核中显示出质子的正电移动性——质子流。因此，它们的统一运动产生了相同的磁场，这样核环就有了较固定的旋轴线——核轴线（沿磁极方向，就象地磁线一样）。中子也同样产生中子流，中子流与质子流，它们占据着各自的量子轨道（能级），虽然通过核子——核子相互作用，不断地交换着能量、动量和角动量，但它们大体上保持着相对的独立性，即从总体上看，它们近似地保持着原来的运动状态， 这正是独立粒子模型，即壳模型所描述的。核子的高能级轨道是与轴线垂直的核的腰部，核子的低能级轨道是轴线附近的核的端部。这样，核内核子表现出两重性——粒子空穴性，核内核子的填充状态是一种轨道运动的几率分布，不再以费米面作为占据或空缺的 自然 分界线，这是引入准粒子时所描述的。而核子环转动所形成的相对薄的表面及核子环的变形使核物质有低的可压缩性，正是液滴模型的两个基本假设。〔3〕

核子环上的核子大体上可看成是在同一个平面上，圆面的转动形成了旋转球体的原子核。核环上的核子时时刻刻都在平衡形状附近做或强或弱的形状振动，这种振动从外观上看是原子核体积不怎么变化的表面振动。如果因个别核子的动能（破坏核环形状的）太大，迫使核环发生形变，离开原来的平衡形状，成为椭圆环，它们在转动时就成为椭球体，这样就形成了某些原子核电荷分布的非球对称，而是具有旋转椭圆球的对称性。正是由于核子绕轴线转动形成的对称性，使核子在轨道上运动具有如下特点：在同一能级的轨道上，可能运动着核子环上对应着的一对质子或一对中子。也就是说，在同一量子轨道上运动着一对核子。

四、原子核的稳定性

在原子核中，质子与中子的有机组合构成了原子核真实的直观结构。在核环上有多少个核子，就应有多少个核键，如12c核环上有12个核键，13c则有13个核键。这些核键是一个统一的整体，破坏一个原子核，必须给予其核子环上应有的若干个核键的总能量—— 总结 合能e总。

一些稳定的原子核（包括基态核）的平面直观结构（可能的轴线）如下图所示：

he li li be

同它们结构相似的又如12c、13c、14n、15n、16o、17o、20ne、23na、32s、40ca等等。

一般情况下，原子核最稳定的结构是中子与质子均匀相间排列的核子环，且n=z。它们是“具有高度的中子-质子对称性的球形自轭核”，它们的核环上任一核子都达到了完全饱和键态，中子与质子结合得很紧密，电荷分布为球对称，如奇奇核14n和偶偶核16o等。在这样的核环上加入（或去掉）一个或几个中子成键，在核环一处或几处出现了剩余相互作用，即相同核子间出现了不饱和核力，核圆环可能因此变形为椭圆环，从而形成了近球形核。以上正是平均场 理论 所描述的。〔4〕

对于中子数多于质子数较多的中等核及重核，它们的核环上可每相隔两个中子再排列一个质子，形成的核也是稳定的，即z≤n≤2z。但核环上最多一处可排列三个相连的中子，如果中间的那个中子不稳定，具有很大的动能（使核环发生形变的，而非转动的动能）。核环为阻止自身的形变，在核的表面张力作用下，会迫使其发生β-衰变，使其衰变成质子，然后与两侧的中子恰形成饱和核键而达到稳定。或者，此中子虽无大的形变动能，但受到核环上强大的表面张力的压迫、冲击，达到弱作用范围，也会发生β-衰变，这就是重核的β-衰变。

在饱和的核环一处去掉一个中子（可加入一个质子），会使两个质子直接作用，达到了弱作用范围，其中的一个质子会发生β+衰变，衰变成一个质量仅次于质子的中性新粒子——次中子，然后重新形成核键。但次中子是不稳定的，它能吸收光子（γe+e），而转变成中子，如发生β+衰变后的重核伴随着正负 电子 对的吸收现象，就反映了次中子的这一特性。如果质子不发生β+衰变，也可通过俘获k电子使其中的一个质子转变成中子而重新形成稳定的核键。可见，中子与质了在原子核内互相限制、彼此制约，并且中子在原子核内的作用就是起到连接质子的作用。当中子数少于质子数时，原子核就会不稳定，会发生β+衰变或k俘获。虽然核自由中子会发生β-衰变，但在原子核内与质子成键后的束缚中子不会发生ββ-衰变，这是饱和核力作用的结果。

当核环上的中子与中子直接相连时，两个中子成键均未饱和，出现剩余相互作用，可仍与外来的低能量的中子形成弱的核力，但不在弱作用范围内，不会发生β-衰变。这个中子没有能力加到核子环上去，而是在核环形成很长的核键，因量子运动而形成核的中子晕或核的中子皮，如11li、11be、14be的中子晕及6he、8he的中子皮，这些具有中子晕的或中子皮的原子核是一种弱束缚态的密度不均匀的体系。?5?

对于重核，中子与中子直接连接处较多，剩余相互作用较大，在核内起主导作用，当核环变形为梭形时，在核的两端尖部会引起α衰变，使核环向圆环状恢复，这样就会发射α粒子。核子环能够变形，与转动频率有关。在较低角动量时，原子核形成一个中等形变的扁椭圆形状，随着角动量的增加，原子核具有长椭球形变或三轴形变。当角动量继续增加时，核环将在剩余相互作用下发生裂变，此时剩余相互作用能克服质子间的斥力及转动引起的离心力，使核子重新组合成两个或多个子核环。以上是由原子核的转动液滴模型所描述的。?6?

千变万化的核反应，就是使核环上局部的核子间原来的核键被破坏，并重新形成更强的新核键的过程，同时通过发射粒子（或γ射线）进行退激发，使新结合的核环向圆环状恢复（斥力作用），这样就产生了新的稳定的核。在低能时，核反应为熔合蒸发、转移和电荷交换反应；高能时，核反应为散裂、多重碎裂和裂变反应。

五、结束语

真理往往就是那样朴素，重要的是人们要善于发现它。我希望能有更多的人接受本文思想精华，再付诸于实践，我相信对核物理的 发展 将带为质的飞跃！

附 参考 文献

1～6 丁大钊、陈永寿、张焕乔 原子核物理进展

上海： 科学 技术出版社 1997，559

原子核的直观结构（续篇ⅱ）

五、核反应过程图示浅析

我们知道核反应是遵守质量数和电荷数守恒的，而且核反应不能凭空任意发生，这是由轰击粒子的能量及结构和靶核的结构性质所决定的。由于核子环上的核子都在一个平面上（核子间的表面张力与质子间斥力相抗衡的结果），并且保持圆环状，这样靶核成为一个理想的核子环。由于它的轴线处的核子（端部）在旋转动能最小的低能级轨道上，易与外来粒子结合，成为发生核反应的主要反应道；而与轴线垂直的核环的腰部核子转动动能很大，不易同外来粒子结合成键，如果能够结合，轰击粒子需要更高的能量。由此可以看出，核反应的随机性很大，从而使核反应复杂多变。轰击粒子与靶核的碰撞形式有非弹性的正碰和切碰两种，并且碰撞是随机的。对于能量很高的粒子（速度远大于核环自旋速度），原子核往往表现出通透性，即粒子当时并未碰到核子环面上的核子，只是快速地通过了核子环空虚的中心。

原子核的结构无法从实验中直接看到，但可以从实验结果中反馈出来。以下核反应均为实验所得的结果（大多数反应为熔合蒸发反应，打出准粒子）。由于核反应在瞬间即能完成，可视为核子环的自旋暂时停止（定像），轰击粒子与核子环共面，这样就可以把核反应过程显示在平面上了。一些低能核反应的类型如下：

（一） α粒子所引起的核反应

⑴n+heo+h，产生的新核是稳定的。正碰过程如下图（注意核子间的相对位置关系，核子间应以饱和成键为原则，使其行为遵守能量最低原理）：

图1 14n（α，p）17o

在氮-14核轴线上有两种核子——一个质子和一个中子。在此反应道上，α粒了是与其中的质子发生了正碰。氦核的中子首先与轴线处的质子成键，氦核的两个质子也立即与轴线处质子两侧的中子分别同时成键，而原氦核的另一个中子与它本身的两个质子并未解脱核键。这样使新核环16o的核子达到全饱和键态。迅速解脱核键的氘核（接受到α粒子传给的较大动能）与核子环对面轴线处的核子发生第二次碰撞，氘核的质子把轴线处的中子旁边的一个质子撞出核外，而取代了它的位置，并首先与轴线附近的那个中子（非轴线上的中子，高能级优先成键）成键而使质子达饱和（h 型），这样就完成了核子环上相同核子的替换过程，我们把这一过程称为核子替换。原氘核的中子随后挤入核子断环，在核表面张力作用下，接合成新的核子环。从而形成了稳定的氧-17核。飞出核外的质子与轰击粒相比，已损失了绝大部分的动能。这个核反应现象可以从布拉凯特的充氮云室照片中看到， 分析 径迹情况可知，分叉的径迹即为质子的径迹。这已由上图中显示出来。类似此反应的又如b+hec+h，若这类反应发生的是切碰，则会直接释放氘粒子，无二次碰撞反应，如he+cn+h，产生的14n核是稳定的。

⑵b +hen+n，在此反应道上，α粒子进攻的是10b核轴线上的中子（正碰），第二次碰撞发生核子替换打出一个中子。但新核13n不稳定，因为有两个质子直接相连成键，原氘核的质子有较大的远离核心的动能，在核的表面张力和斥力的直接作用下，易达到弱作用范围，会发生β+衰变或k俘获。新核衰变方程为nc +e+γe或n+ec+γe。产生的碳-13核是稳定的。整个过程如下图：

图2 10b（α，n）13n及13n的β+衰变或k俘获

⑶be+hec+n，在此反应道上，α粒子必须正碰铍-9核轴线上的中子， 产生稳定的碳-12核，如图：

图3 9be（α，n ）12c

⑷al+hep+n，psi+e+γe或p+esi+γe。在此反应道上，α粒子必须正碰铝-27核轴线附近两个相连的中子之一。如图4

图4 27al（α，n ）30p及30p的β+衰变或k俘获

⑸na+hemg+h,此反应与⑷并不矛盾，在此反应道上，α粒子正碰的是钠-23核环上的质子，产生的镁-26核（核环上三个中子不一定直接相连）是稳定的。如图5

图5 23na（α，p ）26mg

⑹li+heb+γ,这是个α粒子的全融合反应。在此反应道上，第二次碰撞时，氘核的质子有能力把对面核子环上中子与中子形成的较弱核键击破并与其中的一个中子成键，而没有发生核子替换打出质子。断环接合成新的稳定的硼核，同时释放成键键能γ光子。如图6

图6 7li（α，γ）11b

（二） 中子所引起的核反应

⑴n+nb+he，在此反应道上，入射中子把氮核环上的中子击入核内，同时与两个质子成键达饱和。进入核内的自由中子动能减小，已没有能力发生核子替换，而是挤压对面的核子环，使其变形，从而被两个质子（仍与另一个中子成键）捕获重新成键达饱和，这样就产生了一个系统能量很低的全饱和键态的α轻粒子飞出核外，余下的核子恰能接合成稳定的硼-11核。如图7

图7 14n（n，α）11b

⑵n+nc+h，cn+e+e。正碰过程如下图

图8 14n（n，p）14c及14c的β-的衰变

从上图可以看出，在此反应道上，入射中子碰撞的是氮核环上的质子，它代替了击入质子的位置，而自由质子与对面核环上的质子有较大斥力作用，使其有能力发生核子替换（也可能切碰发生反应，直接撞出质子，无二次碰撞），而决不能产生α粒子。这样，一个质子从新核中被蒸发出来。但是，由于轰击中子破坏了原来较强的饱和核键，而形成的是三个中子直接相连的较弱不饱和核键，并仍具有入射方向上的较大动能而不稳定，受到核表面张力的压迫而达到弱作用范围，易发生β-衰变，转变成的质子恰能与其两侧的中子重新形成稳固的饱和核键（符合能量最低原理，是原子核要求体系稳定的具体体现），从而产生了新的稳定的氮-14核。

⑶al+nna+he , namg+ e+e。正碰如下图

图9 27al（n，α）24na及24na的β-衰变

这样，此过程中就有三种射线释放（α、β、γ射线）。若此反应是切碰发生的，则直接蒸发出两个中子，即al+nal+2n。又如be+nbe+2n ,behe+he,虽然8be为全饱和键态的核环，但由于它的核环太小，核子在振动时就有可能碰到一起重新组合成键，恰能形成两个饱和的α轻粒子，这种裂变为8be核所特有。

（三）质子所引起的核反应

⑴f+ho+he，产生的新核是稳定的，正碰过程如下图：

图10 19f（p，α）16o

⑵ni+hco+he，产生的新核是稳定的，正碰过程如下图：

图11 58ni(p,a)55co

⑶si+hp+n，在此反应道上，是切碰发生的（若正碰则打出α粒子），蒸发出的中子是硅-30核环上三个直接相连的中子中间的那个。产生的磷-30核环为全饱和键态，是稳定的。 这种切碰也可能发生掇拾反应，如li+hli+h等反应。

（四）氘核所引起的核反应

⑴al+hmg+he , 产生的新核是稳定的，正碰如下图：

图12 27al（d，α）25mg

⑵c+hb+he，产生的新核是稳定的，正碰如下图：

图13 12c（d，α）10b

⑴与⑵也可能是切碰打出α粒子，可根据蒸发出的粒子方向来判断它们是如何碰撞反应的。

⑶cl+har+2n,此反应是切碰的削裂反应，氘核的质子打出37cl核环上三个直接相连的中子中间的那个，并与两侧的中子成键达饱和。氘核的中子解脱核键后沿原方向继续前进。产生的新核是稳定的。这样就有两个中子被蒸发出来。

⑷mg+hal+n，此反应是切碰的削裂反应，氘核的质子被核环上直接相连的两个中子捕获成键达饱和，它的中子解脱核键后继续沿入射方向飞出。与此类的反应又如be+h be+n,c+hc+h。但有的削裂反应后的新核会发生β衰变，如c+hn+n，nc+e+γe； p+hp+h，ps+e+e。

（五）光致反应

高能γ光子也能破坏核键而击出各种粒子，如切碰击出中子的反应：

o+γo+n；mg+γmg+n产生的新核都是不稳定的，会发生β+衰变。如果蒸发出α粒子，则是光子正碰核环上的中子，此中子与对面核子不发生二次碰撞反应而产生的。光致反应还能切碰击出p、d、t等轻粒子，实质就是光子切割下核子环的一小片断产生的。

（六）中等离子间的高能反应

中等离子可被加速器加速而轰击核靶，会产生用轻粒子无法获得的不稳定同位素，如ca+skr+3n，在此反应道上，由于正碰截面小，轰击离子动能太大，核环上的一个中子把动能直接给同一直线上的靶核的两个对称中子，从而打出三个中子。正碰如下图：

图14 40ca（32s，3n ）69kr

由于新核环上有三处为质子与质子直接相连，会发生三次β+衰变，由于有两处在核的腰部，因转动动能较大，高能量的质子与质子在核表面张力作用下，不会立即达到弱作用范围内，会延缓衰变的现象。又如si+niy+3h，正碰如下图，产生的新核是稳定的。

图15 28si（58ni，3p）83y

如果反应碰撞截面增大，并且为切撞则会打出两个质子与两个中子，如ca+gesn+2h+2n，在此反应道上，因能量太高，碰撞后中子与质子之间的核键被破坏，蒸发出来的核子全部为激发态（不易成键），即单个的质子与单个的中子，而不是d、α粒子。产生的新核环为全饱和键态，是稳定的。切碰过程如下图：

图16 40ca（64ge，2p2n）100sn

（七）重核的衰变

如uth+he，由于铀-238的核子环不稳定，因高速转动而产生较大的形变，在核环一处变形为扁椭状， 使不饱和核子间有机会重新组合成一个α粒子释放（在剩余核力的作用下），从而使核环向圆环状恢复，但新核环在接合时，恰有三个中子直接相连碰撞，在强大的核表面张力压迫下迅速达到弱作用范围内，使中间的那个中子发生β-衰变转变成质子，重新与两侧的中子成键达饱和。这也有利于新核环向圆环状恢复，新产生的镤-234核是较稳定的，衰变方程为 th pa+e+e，与此过程相似的又如重核钍-232发生的复杂衰变：thpb+6he+4e+4e，不同的是其中有两次α衰变后，在接合时只有两个中子直接相连，不具备产生β-衰变的条件。

（八）结束语

以上论述是我对核反应过程的直觉认识，当这种认识为大家所验证，并得到认同时，它将成为一种新的 理论 留予后来者参研。

原子结构篇3

在初中的学习中，学生已经初步了解原子结构模型的演变历史，知道原子是由原子核和核外电子构成的，知道原子核是由质子和中子构成的，初步了解质子、中子、电子的质量、电性关系；已初步了解元素和同位素的概念及同位素的应用。核外电子的排布规律和原子结构示意图的书写在教材中未涉及，但在初高中衔接教育中已进行初步讲解，学生基本可以掌握1～18号元素的原子结构示意图。

二、教材分析

本单元的编排在化学学习中起到承前启后的作用。在前两个单元中，学生已经认识到了化学世界物质的精彩纷呈，了解到了研究物质的实验方法的多样性。在这些知识的基础上，通过本单元的学习将学生从宏观的物质世界带入化学的微观世界。本单元主要介绍了原子结构模型的演变和原子的构成等内容，系统学习原子核外电子排布和元素周期表的知识。

（一）三维目标

1.知识与技能

（1）了解原子结构模型演变的历史。

（2）了解钠、镁、氧等常见元素原子的核外电子排布情况，知道它们在化学反应中通过电子得失使最外层达到8电子稳定结构的事实。通过氯化钠的形成了解钠跟氯气发生化学反应的本质。

2.过程与方法

（1）通过了解原子结构模型演变的历史，让学生体验科学家探索原子结构的艰难过程，认识实验、假说、模型等科学方法对化学研究的作用。

（2）通过氯化钠形成过程的分析，以及化合物的化学式书写，让学生学会推理、归纳的方法。

3.情感、态度和价值观

从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，并培养学生对科学探索的热爱。通过氯化钠形成过程的分析，让学生从宏观走向微观，领悟化学反应的本质。

（二）教学重点

教学重点：化学反应中原子核外电子排布的变化，化合价与得失电子数、最外层电子数的关系。

（三）教学难点

教学难点：化学反应中最外层电子的变化；化合价与得失电子数、最外层电子数的关系。

（四）教学过程

【引课】水在你的眼里是水珠、露珠，在文学家的眼里可能是晶莹剔透的水晶，那么在哲学家、化学家的眼中，这又是什么呢？千百年来，水以及其他物质究竟是由什么构成的一直困扰着我们。早在殷周时期，就产生了物质是由金、木、水、火、土组成的所谓“五行”学说。五行学说认为金、木、水、火、土可在一个永不终止的循环过程中相生相克，它们之间有着错综复杂的关系，世间万物就是由它们之间的相互作用产生的。除此之外，公元前5世纪有人曾经写下下面一段话：

感觉上，存在的是缤纷的色彩、浓郁的芬芳、深深的苦痛，但实际上，存在的是原子和空间。

【过渡】这位哲学家就是世界历史上最早提出“原子”这一名词的古希腊哲学家德谟克利特，他认为物质是由不可分割的微粒即“原子”构成的。那么，现代意义上的原子又是什么呢？

1.用古希腊哲学家的话，引出原子，别有新意

【投影】首先看到的是世界上最小的文字，它的宽度只有2 nm，它是扫描隧道显微镜下的硅晶体表面，它的原子表面书写的“中国”二字。

【讲述】这是我们借助先进的扫描隧道显微镜观察到的原子表面，那原子的内部结构又如何呢？我们再来看个世界之最，据报道，这是英国耗资3.8亿英镑、占地5个足球场的超级显微镜，能观察到原子的内部结构，此项研究正在进行中。当然科学家经其他实验研究已证实，原子是由更小的微粒构成的。显然，从2500年前的古希腊到今天，“原子”的意义已经发生了明显的变化。那么2500年来，科学家是怎样探索原子结构的呢？让我们跟随化学家们的脚步快速阅读课本的交流与讨论，并思考原子结构模型的演变经历了哪几个阶段？又有哪些科学家对此作出了卓越贡献？找到重要的科学家及他们的主要观点。

【学生】学生阅读。

【讲述】好，阅读完了，大家对人类探索原子结构的过程应该有了一个初步的了解。接下来，就让我们一起沿着科学家探索原子结构的足迹来认识原子。

2.学生阅读、了解人类探索原子结构的过程

【讲述】在近代化学史上，最早提出原子结构模型的人是道尔顿，1803年，他提出了具体的原子模型，建立了近代原子学说。那道尔顿的主要观点是什么呢？

关于道尔顿，有不得不说的经历，他出生于一个贫寒的农民家庭，只读过几年小学就在家种地，但他顽强自学、刻苦奋斗，终于学富五车。他从21岁开始，长期的工作就是观察天气。他一生记载了20万条观察记录，直到临终前的15分钟还记了一条：今日微雨。由此我们可以看到一个伟大的科学家是如何成就的——需要坚持不变的信念和养成的良好习惯。道尔顿最大的成就就是创立了原子论。

1897年，汤姆生在实验中发现了电子，并且发现电子是带负电荷的，且质量非常小。由于原子呈电中性，所以汤姆生认为原子中的正电荷是均匀地分布在整个原子中，而带负电荷的电子则镶嵌其中，正负电荷总数相等。汤姆生于1904年提出了被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型。

科学探索的脚步并没有停止，1911年英国物理学家卢瑟福在做α粒子散射实验时出现了意想不到的现象。

【投影】α粒子散射实验图片。

【提问】从这一实验现象中，你能得出什么结论？

【讲述】感悟这些历史，不得不感慨人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的。

【过渡】我们知道从卢瑟福的学生玻尔和奥地利物理学家薛定谔开始，他们就认为电子在核外是按一定的规律排布的。

【提问】那么电子排布需要遵循什么样的规律呢？请同学观察思考并总结。见投影。

【过渡】那么该同学叙述的是否正确呢？我们通过完成以下两个表格完成规律总结。见投影（表格略）。

【练习】下列原子结构示意图中，正确的是哪个？

【讲述】我们已经知道原子核外电子排布的规律，那么该如何书写呢？为了形象、简单地表示原子的结构，通常我们用原子结构示意图形象地表示原子的核外电子排布。

如图中稳定的元素Ar以及其原子结构示意图中各个数字与符号所代表的意义。

【过渡】那原子的核外电子排布与元素的性质有何联系呢？

【投影】首先我们观察下表（表略），表中是稀有气体核外电子的排布情况，你观察到稀有气体最外层电子排布有什么特征？

【过渡】我们知道稀有气体性质稳定，很难与其他物质发生化学反应。正是因为稀有气体的最外层电子达到了2电子或8电子的稳定结构。那么当原子的最外层未达到2电子或8电子的结构时，它又会表现出什么样的性质呢？我们通过钠与氯气的反应，来观察形成氯化钠过程中原子核外电子的变化情况。

【投影】播放钠与氯气反应生成氯化钠的视频。仔细看反应三个历程中的微观变化。

【讲述】观看完毕，从宏观上我们看到钠与氯气反应生成氯化钠固体，透过现象我们看到了反应历程中的微观结构变化，请同学们解决如下几个问题。

【提问】⑴Na、Cl的原子核外电子排布有什么特点？

⑵Na、Cl在反应中表现出什么性质？

⑶在化学反应中哪部分微粒发生了变化？说明元素的性质主要取决于什么？

⑷从Na、Cl你能想到哪些类似的原子？在结构上、性质上有何特点？

3.搭建了宏观与微观的想象的桥梁

【讲述】因此不难总结，像钠、镁原子这样典型金属的最外层电子数较少的（4），较易得电子，从而形成稳定的电子层结构。

【板书】最外层电子与元素化学性质的关系

4.由学生总结、归纳

【过渡】镁条在氮气中也能燃烧，生成氮化镁，你能写出氮化镁的化学式吗？

【学生】学生书写。

【讲述】要正确书写物质的化学式，就必须知道元素的化合价，请同学们填写下列表格，并分析化合价与得失电子数、最外层电子数的关系。

【投影】一些元素的原子得失电子的情况

【学生】学生完成表格，并讨论化合价与得失电子数、最外层电子数的关系。

【结论】金属元素的原子失电子显正价，正化合价=失电子数=最外层电子数；非金属元素的原子得电子显负价， 负化合价=得电子数=8-最外层电子数。

原子结构篇4

【关键词】 原子壳层结构 旋涡 质子 中子

1 核内外粒子排列存在的问题

元素周期表较好地反映了元素的性质与原子核外电子分布的关系，正确地解释了许多原子物理现象。原子核壳层结构模型也较为理想地解释了幻数和磁矩等基本性质，这些已经得到了实验的检验，在理论上取得了令人鼓舞的成就。但是，影响原子性质的不只是核外电子和核内质子的多少和如何分布，还有核内中子的多少和如何排布。只考虑质子、电子不考虑中子显然是欠缺的，其结果是不正确的。

1.1 核外电子壳层为什么大都未排满

由经典物理，我们知道，电子壳层允许的最大电子数为2、8、18、32、50、72、98，最大电子总数为2、10、28、60、110、182、280，元素周期表从第三周期开始，为什么就没有排满呢？为什么电子会违反能量最低原理而先进入外壳层呢？为什么外壳层的能级反而比内壳层的要小呢？理论预言最大电子总数为280，实际上只发现了92（铀），制造出了116（Uuh）。为什么差了这么多？

1.2 核子壳层为什么与核外电子壳层不对应

早在70年前，原子核的壳层结构模型就已经确定了四个质子层，与核外电子的排列矛盾。为什么核内的质子排列与核外的电子的排列就不能一一对应呢？难道电子是随意排列的吗？为什么幻数理论预言的298（114，184）双幻数核至今未找到呢？

2 原子壳层结构的改进与统一

上述疑难问题将如何回答呢？原有的经典理论则束手无策，只能另辟行径，将原子壳层结构内外协调、统一起来，根据袁玉刚[1]提出的旋涡模型，假设原子是一个太空旋涡。原子核位处旋涡中心（核中心有黑洞），电子位处旋涡的赤道两侧，光子应该处于旋涡的边缘。原子旋涡力决定了核内质子和中子数即质量数的大小，可顺理成章的给出核外电子层的多少，同时也决定了原子的性质。质子和中子数及其位置与核外电子数及其位置应是一一对应的。核内某个位置有一个中子，核外某个位置就一定没有电子。核内某个位置有一个质子，核外某个位置就一定有一个电子。如果核内某个位置有一个质子，而核外某个位置没有电子，就缺失了一个电子，就产生出一个空穴来，就能够吸引其它高势能的电子或者原子外的电子来充填。

核子和电子都是自旋量子数为1/2，因此要遵守泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则，所以要排列在壳层里的旋臂上。旋臂是分叉的，一条旋臂进入新的壳层就一分为二。叉数等于所在壳层的2的壳层次方。核内旋臂分叉很难测试，迈耶夫人所提出的能级劈裂可以看作旋臂的分裂。核内核外都是四个壳层，每个壳层的厚度或者小壳层数等于所在壳层的2的壳层次方。

在经典的原子模型中，原子呈球形，电子在球壳上运动。并且规定相临的两个同层电子必须旋向相反，运动方向相反，这样才能解释原子的自旋磁矩为零的现实。在袁玉刚的原子旋涡模型中，不需要这样的规定，粒子都应该服从原子旋涡的安排，朝着同一个方向旋转，与太阳系行星的运动一样。但是，上面提到的微观粒子一进入原子旋涡就被迅速的两极分化了。旋涡力像缯把经线一分为二一样把四维旋涡里的物质一分为二两极化，越近核心，分化越严重。不管是质子、中子，还是电子均不例外。因此，先后进入的同壳层相临的两个粒子是一南一北，或者说一上一下、一左一右。事实上，如果透过原子从N极向S极看，电子的运动方向都是右旋。但是，如果从赤道上看，电子的运动方向就是N极右旋、S极左旋了。

因为小壳层里依然还有更小的壳层，粒子在自己的小小壳层里做变速圆周运动，不会相互碰撞。就目前的旋涡理论认为核子最多只能有340个，质子不超过170个，也就是说核外电子数不超过170。（其实小壳层的厚度是不相等，因为有此带来的误差很小。可以认为小壳层的厚度是相等的）。核内质子与核外电子的壳层及位置都应是一一对应，核子要求从外向里排列，电子则从里向外排列。只要知道了核外电子的位置，进而，可以判断出核内对应质子的位置。既然核外电子的位置越向外能级越高，相对应的核内质子的位置就越向里能级越高。

这样，壳层里的核子等于或者小于4的壳层次方。于是，元素周期表的第一、第二周期不变，第三、第四周期成为原子周期表的第三周期（分别为第1、2小壳层；3、4、5、6、7、8小壳层）；元素周期表的第五、第六和第七周期成为原子周期表的第四周期（分别为第1、2、3小壳层；4、5、6、7、8小壳层；9以及以后的小壳层）。

3 结语

本文根据袁玉刚提出的新原子壳层结构理念，意图完善旧的壳层理论，更好地揭示原子的真相，解释原子的性质和实验结果。 例如，为什么镓的有效核电荷数较低呢？对于Li、Na、Rb的有效核电荷数较低是因为它们都位于新周期的初始位置，元素周期率也能够解释清楚。那么，镓的有效核电荷数为什么也较低呢？元素周期率不好解释。而根据本文的解释是，因为镓位于原子周期第三壳层的第七小壳层的开始处，所以，应该和K、Cs的情况一样，有效核电荷数较低。还有为什么锰、锝、铼的原子半径突然变大，电负性突然变小呢？以及为什么天然放射性元素的衰变要到铅才能稳定呢？特别是为什么原子核表面中子的密度大？等一系列悬而未解的问题，本文都能给出合理的解释。该理论在奇异原子的研究中有重要应用[2]，文中所提到的涡旋模型对基本粒子性质的研究也有一定的参考价值[3-4]。

参考文献：

[1]袁玉刚.旋涡里的宇宙[M].甘肃科技出版社，2008年版.120-130.

[2]游阳明，王炳章，王吉有.P原子的光学模型势与核极化修正[J].物理学报，2012，60（20）202401-6.

[3]You Yangming，Zhang Xuelong，Wang Bingzhang et al.Gauge field theory of quantum，Lepton and Quark’s Mass Empirical Formulas[J].Chines Science Bulletin 2008，Vol.53（3） 460-464.

原子结构篇5

“这是我挖的

最后一个土豆了”

外表粗犷、性情豪放、留着一把海象似胡须的卢瑟福，怎么看都不像是一个做学问的人。在他功成名就之后，他的一位得过诺贝尔奖的学生詹姆斯・查德威克对他有过这样一番描述：“卢瑟福看起来更像是一个成功的商人，或是大农场主，而不像是学者……”。而他本人年少时曾希望长大以后当一个农民。

1895年夏初的一天，当卢瑟福做乡村教师的母亲带给他一个行将改变自己命运的喜讯时，他正在他父亲经营的农场里干活。据说他听罢马上甩掉手中的铁锹，以他特有的大嗓门嚷道：“这是我挖的最后一个土豆了”。

事发偶然，甚至有点儿戏剧性，却又有着某种必然。

作为英国移民的后代，出身于新西兰的卢瑟福一贯成绩优异，并表现出超常的实验动手能力。课余时间，他喜欢摆弄钟表、拆解东西、制造各种模型。他在坎特伯雷学院拿到了文科硕士学位，同时获颁数学和物理学两个一等荣誉，并因此受到资助鼓励继续攻读，又取得了理学学士学位。

这个时候，英国为英属地青年学者设立的一项奖学金开始了本年度的推选，全新西兰只有一个名额。卢瑟福起初是被主考官认定的两名奖学金候选人之一，但被排在了第二位，他提交的研究论文是关于电磁波研究的最新实验报告。可到了最后关头，先被选中的那个研究黄金处理的候选人突然决定结婚，留在新西兰，好运便顺利成章地降临在卢瑟福身上。

这是卢瑟福人生事业的一个重要转折。也就在这一年的岁尾，物理学领域出现了一个石破天惊的意外。

亚原子粒子世界的

大门被打开

1895年11月8日，德国物理学家威廉・伦琴在研究阴极射线时，无意中发现了一种能够穿透玻璃、木头乃至人体等许多不同类型物质的神奇放射物，他将其命名为X射线（后被证实是波长比可见光短的电磁辐射的一种形式），从而引发了科学界探究这一新现象本质的热潮。

几个月后，法国物理学家亨利・贝克勒尔在进一步研究X射线时十分偶然地发现，铀盐（含铀矿物）也会发出某种穿透性很强的未知射线。这种自发放射出的“铀射线”和X射线一样，能把周围的空气变为导电体，使验电器放电。

“铀射线”也引起了法国物理学家居里夫妇的极大兴趣，他们把这种放射现象称为“放射性”，同时在思考：铀化合物不断地以辐射形式发出的能量来自哪里？这种辐射的性质究竟是什么？

24岁的卢瑟福就在这节骨眼上进入剑桥大学卡文迪什实验室，在实验室主任、著名物理学家约瑟夫・约翰・汤姆孙手下做研究。时年39岁的汤姆孙是电磁学领域的一流专家，而且善于识人、用人、带团队，他很快便看出卢瑟福非同寻常、可堪大用，遂建议其研究X射线对气体放电的影响。不久，卢瑟福发现X射线会电离气体分子。汤姆孙就此提出了电离理论，说明在X射线作用下气体会生成等量的正电离子和负电离子（后来这成为检验X射线存在的方法）。

汤姆孙同时还在研究阴极射线。1897年，他用实验证明阴极射线实际上是一种带负电的微粒，其质量仅仅是氢原子质量的一个很小的分数值（后来确知此值约为1/1836），而其电荷却与氢离子的带电量相同。电子，就这样被发现了（汤姆孙因此获得了1906年的诺贝尔物理学奖），亚原子粒子世界的大门随之被打开。

原子内部发生了什么？

这一时期，卢瑟福对放射性的研究也取得了重要进展。当居里夫人找到化学方法分离铀的时候，他另辟蹊径发明了物理技巧去标定与放射性有关的辐射。他既分析包含有多种成分的辐射，也分析放射性物质自身的变化。

在实验中，卢瑟福用多层铝箔包裹铀，以此检测“铀射线”的穿透力。他发现，铀放射源发出了两种不同的射线。一种不太活跃，穿透力弱，辐射范围小；一种比较活跃，穿透力强，辐射范围大，而且不易被空气吸收。他把前一种射线命名为“α射线”，后一种命名为“β射线”。由于这两种射线都是由高速粒子组成的，所以常常又称它们为“α粒子”和“β粒子”。

卢瑟福进一步研究确认，α射线带正电，实则是一种高速运动的氦离子流，即失去了电子的氦原子流；β射线带负电，实则是一种高速运动的电子流。1900年，法国物理学家保罗・维拉德发现，在镭的辐射中还有一种不受磁场影响（而发生偏转）的成分，其穿透力比β射线更强。卢瑟福通过实验证明这种射线是高能量的电磁波，并命名为“γ射线”。

1901年，在加拿大麦基尔大学担任物理学教授的卢瑟福，与来自英国的化学家弗雷德里克・索迪合作，继续探索放射性物质。他们把铀和钍进行化学处理并研究它们的辐射过程，证实铀和钍在整个辐射过程中依次转变成了一系列的中间元素，直到变成一种稳定形式（即没有放射性的另一种元素）。进而，他们在1902年提出了原子嬗变假说，认为放射性物质由一些不稳定的原子组成，每单位时间都有确定的一部分原子通过发射（α 、β、γ）射线而衰变成不同性质的另一种新原子。

而且，每种放射性物质都有特定的半衰期（样品中半数原子发生衰变所需的时间）。这意味着，原子并非像原来人们所认为的那样永远不变、不可分割。放射性可以看做是原子内部发生某种基本变化的暗示，或是一种能够使物质变化的手段。

然而，更大的惊奇还在后面。

从物理学家蜕变成化学家

1902年，31岁的卢瑟福写信给母亲说：“我必须坚持往前走，因为总是有其他人与我的研究路线相同。为了保持领先，我必须尽快发表目前的研究成果。”这一年，他与索迪在《放射性的原因和性质》这篇论文中，报告了他们有关放射性性质的结论。

在他们看来，辐射是原子衰变的产物，亦是一种探索原子的工具。通过定量分析出这些衰变过程放出的巨大能量，他们认为，放射性变化的能量一定至少是化学变化能量的2万倍，并且可能是百万倍，大大高于任何分子变化的能量。

“实验室里的某个傻瓜，”卢瑟福在笔记本中写道：“很有可能在自己还不知道的情况下，触发一连串原子蜕变，把宇宙给炸开了花。”放射性元素能量的集结、人工造成的核衰变，都让他感到有可能造成巨大的灾难，因而他希望在取得世界和平前，科学家不要研究怎样释放紧紧束缚在原子中的能量。

科学直觉超强的卢瑟福还敏锐地意识到，放射性物质稳定的衰减速度（半衰期）可以用来确定岩石的年龄，即推测其形成的年代，这样他就“意外”地开创了放射性测定年代新学科。

1907年，卢瑟福回到英国，被聘为曼彻斯特大学物理学教授。因为“对元素蜕变以及放射化学的研究”，卢瑟福荣获1908年诺贝尔化学奖。在作领奖演说时他打趣道：“在我的一生中，经历过各种不同的变化，但最快的一次变化要算这次了，一夜之间我从物理学家蜕变成了化学家！”

功勋卓著、声誉日隆的卢瑟福没有停止探索创新的步伐。1911年，他发现了原子的核式结构，即几乎所有的原子质量都聚集在原子中央一个非常细小的“原子核”内（这一原子结构的“行星模型”理论后来由他的学生、丹麦物理学家尼尔斯・玻尔完善）。1919年，刚刚成为剑桥大学卡文迪什物理学教授的卢瑟福利用α粒子轰击氮原子，成功地将氮原子核转变成氧原子核，在人类历史上首次通过实验实现了原子核的人工转变，也是第一次成功地、有目的地使一种元素转变成另一种元素。

这一创举同时也第一次探测到了质子――实则是只带正电的氢原子核，即失去了电子的氢原子。1920年，卢瑟福还大胆预言，原子核中一定还存在另外一种不带电的、可平衡质子之间作用力的中性粒子，即“中子”。12年后，他的学生查德威克用实验证实了他的猜想。中子的发现从实验方面导致了中子核反应、核裂变等现象的研究，迎来了核能利用的新时代。1934年，卢瑟福与两位同行在实验室中首次观察到了核聚变反应……。

原子结构篇6

随着会计信息系统的不断完善、被审计单位的信息化程度不断提高、计算机管理覆盖面的不断扩大，审计人员面临更高、更迫切的要求，即对会计信息系统要有深入了解，并在审计过程中能对电子数据进行采集、转换和分析。

湖北省审计厅计算机中心与武汉大学商学院会计系，在对目前普遍运用的各类会计信息系统进行深入了解后，结合审计操作流程，总结了现阶段计算机辅助审计的基本方法。本栏目将陆续将计算机审计相关文章介绍给读者。

单位实现会计电算化后，会计数据存储在计算机外存储器的数据库中。审计被审单位的会计账务数据库，即电子账，首先要了解被审单位电子账结构。由于现在市面上流行和使用的支撑会计数据库系统运行的平台都是关系数据库产品，无论哪家会计软件公司开发的会计数据库系统都是基于关系数据库原理设计的，本文将从关系数据库原理和会计账务核算电算化原理相结合的角度剖析电子账的构造原理，展示出会计电子账结构的共性规则，以便审计人员了解、掌握电子账的结构和特点，进而深入审查电子账，并且做到触类旁通。

数据库是以某种数据模型所确定的数据结构方式来组织和存储某个组织（或部门）相互关联的数据集。数据库管理系统是一种帮助用户建立、使用、管理和维护数据库的计算机系统软件。或者说，数据库管理系统是开发一个实际应用数据库的工具并支撑其运行的平台。数据库管理系统必须与其管理的数据库的数据模型相一致。

1.数据模型

数据模型是对现实世界数据特征进行抽象的工具，用来描述和处理现实世界中的数据和信息。数据模型要能较真实地模拟现实世界，既要便于人们理解，又要便于在计算机上实现。数据模型主要由数据结构、数据操作、数据完整性规则三个部分组成。数据结构描述了组成数据库的基本成分；数据操作描述了对数据结构允许执行的操作集合；完整性规则描述了对数据结构所具有的约束和存储规则。

2.关系数据模型

关系数据模型的数据结构是人们日常事务处理中常见的二维表结构（如工资发放表）。关系数据模型将数据看成是二维表中唯一的行号和列号确定的一个表中元素，即关系数据模型是用二维表的方式来组织、存储和处理数据和信息的。从应用的角度来看，任何一个组织（或部门）的关系数据库的基本组成成分是二维表，或者说某个组织（或部门）的数据库是由若干张相互关联的二维表组成。由于二维表结构清晰、简单、易于理解，也易于计算机实现（存储、操作、控制），加上关系数据模型有数学理论基础（集合论、关系代数），因此现在的数据库管理系统软件都是基于关系数据模型研发的，如sql server、oracle、db2、sybase、access、foxpro等等。也就是说，用这些关系数据库管理系统软件为某个组织开发的会计数据库系统必须按关系数据模型来组织数据。那么，关系数据模型中的二维表与数据库中的数据文件之间有何联系？

下面我们通过会计科目代码表来介绍关系数据模型的基本概念及其与数据库中的数据文件之间的对应关系：

（1）关系、二维表、数据文件：关系数据模型中用关系来表述现实世界中能够相互区别的要管理的数据对象集。每一个关系都有一个关系名和一组表述其特征的属性集，人们就是通过这些属性集区别不同的关系。如记账凭证、会计科目、总账都可以称之为关系，它们都是要管理的数据对象集，都有各自的属性集。一个关系用一张二维表表示，表名对应关系名。二维表由有限个不重复的行组成，表中的每一列不可再分。一张二维表在关系数据库中用一个数据文件存储。如“会计科目代码表”在会计数据库中用一个数据文件存储，文件名可以用表名“会计科目代码”，使计算机中存储的文件内容与现实世界管理的数据对象相联系。

（2）记录：二维表中的每一行称为一个记录，描述了关系中一个具体的个体，在数据文件中是一个记录值。如表1中第一行为现金账户的记录，描述了现金账户在会计科目代码文件中所有属性的取值（特征）。

（3）属性、列、字段：二维表中的每一列是一个属性，描述了关系的一个特征。一个二维表的所有列构成了一个关系的属性集，通过它可以区别不同的二维表（关系）。二维表中的每一列的数据属于同一类型。每一列的列名对应关系的属性名，同时对应数据文件中的字段名。如表1用6个列表示会计科目代码的属性，其中第三列表示属性“科目性质”，当某条记录取值为1时，表示是资产类科目。

（4）主码、主关键字：指二维表中的某个列（属性）或某几个列（或属性组），它们的值能够唯一确定表中或数据文件中的一个记录。如表1中的“科目代码”属性可以作为主码（或主关键字），用来唯一识别表中的每一个会计科目。

（5）域：描述二维表中每一列属性或数据文件的某一字段的取值类型和范围。如表1中每一列的列名下面的括号中的内容表示该列的取值类型和范围，其中第四列“底层明细标志”表示某个科目是不是最底层明细科目（不再有下层科目），只有两种取值t（真）和f（假）。

（6）关系模式：一个关系模式由一个关系名及它所有的属性构成，它对应一个二维表的表名和表头栏目行（列的集合），构成了一个二维表的框架，同时也是设计该二维表的数据文件结构的依据。

至此，我们直观地介绍了关系数据库中的关系、二维表、数据文件之间各个概念的对应关系。由于二维表中的行与数据文件的记录、二维表的列（属性）与数据文件的字段之间相互对应，因此，审计人员只要掌握了会计账务数据库的二维表结构及表之间的关联也就能够分析电子账的结构。

例如，将会计科目代码表（表1）转换成关系数据库中的数据文件结构：

3.关系数据模型的数据操作

从数学的角度看，关系数据模型的数据操作是基于集合的操作，操作对象和操作结果都是集合。从数据处理的角度看，数据操作的对象和结果都是二维表。对二维表的操作主要有：

（1）对表中的行（记录）进行操作：指对一张表中指定范围的记录进行有条件的操作，操作的结果组成一张新表。例如，从“会计科目代码表”中筛选出资产类科目组成新的“资产类科目代码表”，操作的范围是整个“会计科目代码表”，条件是“科目性质等于1”。对表中的行进行操作后的结果表的结构与原表相同，记录数小于或等于原表。

（2）对表中的列（属性）进行操作：指对一张表中指定的列进行有条件的操作，操作的结果组成一张新表。例如，从“会计科目代码表”中选出“科目代码”、“科目名称”两列，组成新的科目代码对应表，新表只有“科目代码”和“科目名称”两列。显然，列操作后的结果表的结构与原表不同，结果表小于或等于原表。

（3）连接：对两张表或多张表进行有条件的连接操作，生成一张新表。连接操作后的结果表大于等于操作前的表。

从应用的角度看，对二维表中的数据操作功能主要包括更新（增加、修改、删除）数据和检索（查询）数据，即对二维表填入和修改数据，并从表中检索出数据进行加工应用。

4.关系数据模型的数据完整性规则

数据完整性是指数据库中存储的数据是有意义的或正确的。关系数据模型中的数据完整性规则是指对二维表的定义和操作过程中要遵循的某些约束条件。主要包括：

（1）实体完整性：指每张表都必须有主码，而且表中不允许存在无主码值的记录和主码值相同的记录。如表1中的每一个记录都必须有科目代码，并且不能有相同科目代码的记录和无科目代码的记录。

（2）参照完整性：指一张表的某列的取值受另一张表的某列的取值范围约束，描述了多张表之间的关联关系。例如，记账凭证表中的“科目代码”列的取值受到会计科目代码表的“科目代码”取值范围的限定。

（3）用户定义完整性。指针对某一具体应用定义的数据库约束条件，反映某一具体应用所涉及的数据必须满足应用语义的要求。即限制属性的取值类型及范围，防止属性的值与应用语义矛盾。如表1中，“科目性质”的取值只能是1（资产）、2（负债）、3（权益）、4（成本）、5（损益）。

5.从关系数据模型得到的启示

（1）基于关系数据模型的会计账务数据库是以二维表为基本部件构建的，数据库中的每一个数据文件对应一张二维表，数据文件之间的关联也可以用二维表之间的关联来表示，对二维表的定义和数据操作必须满足数据完整性约束条件。构建一个会计账务数据库首先要将会计账务管理的对象，如会计科目、记账凭证、日记账、明细账、总账及它们之间的关系抽象成二维表的形式，弄清了它们的二维表结构也就弄清了它们的数据文件结构，即电子账结构。因此，会计账务数据库结构设计可以转变成会计账务数据的二维表及二维表之间的关联设计，而一张二维表的表头栏目（属性集）反映了表的结构特征，是设计数据文件结构的依据。

原子结构篇7

【正文】

1　回顾原子弹的制造历史

许多事实已经证明，一个高科技产品，可以带动一个高科技产业的形成。以核技术产业为例，美国在70年代拥有的加速器占世界加速器总拥有量的三分之二，年产值达20亿美元，〔（1）〕美国核技术产业的形成与发展，很大成份要归功于它所研制出的世界第一颗原子弹。

应该说，高科技产品对人类社会的影响，再没有比原子弹来得鲜明、直接、广泛而深刻。这不仅因为核战争所能引爆的一百余万颗日本广岛原子弹（全世界核武器贮量）将可以至少把人类反复摧毁近20次，造成整个地球近几个月黑暗与寒冷，即核冬天的出现，而且因为“核战无胜者”的威慑作用，使得人类更有希望告别世界大战，进入一个相对和平的世界环境。〔（2）〕

从高科技产品的形成过程看，是一项系统工程，而产品主体很显然是这一系统工程的核心。为了揭示带有“系统性”的产品主体涵义，让我们还是回顾一下原子弹的制造历史吧。

（1）卢瑟福与原子科学理论

早在1898年7月，居里夫妇正式宣布了对放射性元素镭和钋发现以后，卢瑟福立即把注意转向这个问题的另一方面；这种天然放射性究竟是什么？1899年，28岁的卢瑟福报道了有关铀射线穿透铅箔的情况，他发现铀射线至少有两种不同的形式，一种是非常容易被吸收的，他称之为α射线，一种是穿透能力较前者强，他称之为β射线，这两种射线都伴随有所谓γ射线，它是最强的一种放射性α辐射〔（3）〕。

卢瑟福正是运用了α射线这个炮弹，轰击薄的金属箔时，发现了原子核。但对原子核模型的描述却是建立在质子——电子这样一个错误的认识上。但这没有影响他获得1908年诺贝尔奖。

由卢瑟福的学生查德威克（chadwik）在发现了“中子”以后，原子核的结构才被确定下来。

中子的发现，由于其不带电荷可以接近原子核，使物理学家得到了一个比α射线更有力的轰击原子核的炮弹。利用核能的可能性由此产生。

（2）　西拉德与“原子反应堆”

1905年，爱因斯坦提出他的以狭义相对论为基础的著名公式e＝mc［2］时，人们只是把它当成人类企盼能源的可望而不可及的梦。1913年h．威尔斯（h.g.wells）竟在他的《the world set free》一书中预言了一场由英国、法国等国与德国、奥地利等国的世界核大战。世界的主要城市都被原子弹摧毁。尽管威尔斯预言这场战争将在1956年爆发，但它对世界产生的深远影响却一点也不失水准。〔（4）〕

受威尔斯的影响，西拉德（leo szilard）在原子核理论的思想指导下，为了实现增加粒子速度以获取轰击核心的能量，于1928年12月17日提出了最早的直线加速器的专利申请。一周后，又提出了回旋加速器的申请。1934年12月为了克服相对论效应，他又提出了同步回旋加速器的专利申请。〔（5）〕并在1934年初受到居里夫妇发现的人工放射性的鼓舞下，西拉德又提出了链式核反应专利。〔（6）〕在证实了铀裂变可以解放两个以上的中子时，链式核反应的可行性在理论上已经解决。

（3）罗斯福与原子弹研制

由于担心德国会利用比利时的铀矿，1939年西拉德请与比利时女王熟悉的爱因斯坦给女王写信，目的是尽力阻止德国利用这一战略资源，发信前，他们认为应先通知国务院，这样他们认识了萨克斯。在萨克斯的提议下，爱因斯坦建议美国总统应优先发展核技术。10月17日萨克斯见到了罗斯福总统，由于萨克思并不很熟悉核技术的主要内容，也不善于向外行阐明科学道理，会见中，他喋喋不休，大谈地缘政治等，再加上西拉德所建议的只是要生产一个大块头的快速反应堆，这就使谈话的任务变得不清楚。“看来罗斯福总统至少可能就没有真正听明白萨克斯在讲些什么”。〔（7）〕

1941年10月9日，华盛顿卡纳基学院院长万尼瓦尔·布什工程师，面见罗斯福总统建议拨款支持科技界抢在德国人前研制出原子弹。会见只用10分钟，他就拿到了“可以，罗斯福”的批示，就是这一天美国总统终于下令研制原子弹。〔（8）〕

（4）　奥本海默与“曼哈顿工程”

1942年8月13日，根据科学研究发展局主席布希博士的建议，在纽约以东的曼哈顿地区建立了一个研究机构，作为制造原子弹的领导机关，并把原子弹的研制计划命名为“曼哈顿工程”，具体由奥本海墨负责。曼哈顿工程共有16个工程项目同时执行，其中主要工程是原子反应堆，235工厂，原子弹试验场等，在参加工程的15万人当中，仅有12个人知道全盘工作计划。〔（9）〕

1942年12月在西拉德等科技人员直接参与下，芝加哥大学的原子反应堆被成功启动，这标志着，人类制造原子弹只是时间问题了。

1945年8月6日，美国在日本广岛投下了炸响在人群居住地的世界第一颗原子弹。当时奥本海默曾估计会死亡2万人，然而，在约有30多万人口的广岛，受原子弹爆炸影响而死亡的人数近14万多人。全岛5万余建筑物，67％被摧毁。〔（10）〕这以后不久，日本无条件投降。

也许只有在这时，人们才真正理解了那个e＝mc［2］的意义了。

回顾原子弹制造过程我们不难看出，没有16项工程的按时完成，即没有“曼哈顿工程”，也就不会有原子弹，所以人们普遍认为负责这一工程总指挥的奥本海默是原子弹之父。

然而，曼哈顿工程所耗资金20多亿美元，动用了全美国三分之一的电力；在战时的非常时刻，没有罗斯福的决定，原子弹不过是纸上的中子加速器而已。罗斯福才应该是原子弹之父。

但是，没有爱因斯坦的建议和布什的陈述，没有西拉德的链式核反应和加速器的专利技术，罗斯福知道什么是原子弹？所以人们说，西拉德是实际上的原子弹之父。〔（11）〕可如果没有卢瑟福等人提出的原子核模型，西拉德又会提出加速器的专利吗？

再看当时的全世界情况，阻止希特勒在全球的称霸，进行消灭法西斯，结束战争，实现和平，这是人类社会的要求。西拉德提出的抢在德国人前面研制原子弹是出于这样的考虑，奥本海默精心统筹实现“曼哈顿工程”是出于这样的考虑，罗斯福决定生产原子弹也同样是出于这样的考虑，可见，社会的要求，人类的呼声才是原子弹产生的主要动力。

2　产品主体结构与产品客体

从参与并影响原子弹问世的行为主体看，它所包含的内容很多，共有5个层面。然而，在考查产品的实现过程中就会了解到，任何产品，尤其是高科技产品，都存在5个层面。

（1）产品主体的5个层面

这5个层面是：产品信息的理论层；产品软件的开发层；产品存在的决策层；产品硬件的生产层和产品需求的使用层。

从原子弹的制造历史看，原子核模型，人工放射性等一系列科学发现，是这一产品得以研制的理论基础，可见，高科技产品所具有的高功能是由产品信息中对自然认识的新进展所积累，物化的结果。

总之，产品信息的理论层主体，就是包括那些专门从事发现或发明自然规律的科学家或研究人员。他们是产品河流的源泉，没有他们的辛勤劳动，文明时代的产品将无从产生。

产品软件的开发层主体就是指那些把科学知识应用到实际自然界中或人工物中，设计产品的科技工作者，专利发明人。这些设计包括工作原理，主要性能，甚至规格、外观等。加速器、原子反应堆的设计和制造均属于这个层面的主体完成的。

当科技的新发现积累到一定程度，即具有能够推动和改变社会发展过程时，或能够应用并可创造很大的经济效益或社会效益时，行政力量的参与就显得十分重要了，这就是产品存在的决策层。

产品存在的决策层包括上至国家领导，下至企业领导，他们决定了产品存在的一多半的命运。从专利的实施过程就可以看出，行政力量此时要比科技力量大。

产品硬件的生产层包括企业管理者，工程师、技术人员和生产人员。他们是产品技术的实施者和保证者，是使材料和能量成为合格产品的操作者和加工人。

产品需求的使用层，从产品使用的角度可分为个人使用、家庭使用、企业使用和社会公用等的使用群或消费群。个人使用又可分为老、中、青、少、幼、妇等特殊群体。再从产品需求的角度看，又可分为直接需求者和间接需求者。间接需求者是使产品从工厂走向市场的商业者，他们使产品克服了时间和空间的限制，送到了客户的面前或手中。直接需求者就是产品的使用客户。正是由于他们也就是社会的需求，产品被源源不断的生产出来。因此，从这个意义讲，产品的需求使用者创造了产品本身。

产品主体所包含的5个层面，并不是从人类从事生产以来就存在的，它是历史发展，人类进化的结果，也是现代产品生产的重要特征。

就现代产品而言，它是人有意识作用于自然界、人工界而产生的具有使用价值和价值的第二自然物。从广义上讲，就是自然在现代科技世界中的展现结果。什么是产品客体呢？对这一问题的揭示将有助于对产品主体运行模式的讨论。

（2）产品客体

产品客体是产品主体的相对范畴，它是指一切产品主体作用对象的总和。也就是材料、能量和信息。

在这里，材料是指能够承受和发挥产品功能的物质，能量是指可以使材料转化为产品的消耗能与结合能。信息是指能够凝聚在产品中的科技、文化等知识。〔（12）〕

从人类的石器时代直到计算机时代，产品的主体与客体都发生了巨大的变化。在他们相互联系、相互影响和相互作用下，产品攀上了从简单到复杂的演化阶梯，以至于人们很难再直观认识和把握身陷其中的产品的海洋。

3　产品主体结构的运行模式

产品主体在社会环境的影响和制约下，在与产品客体的相互作用下，也就是在选择、利用、加工材料、能量和信息的过程中，他们之间不是一个简单的、线性的联系、影响和作用，而是一个复杂的、具有结构特点的循环促进的运行进程。在这个运行过程中存在的某些特点或特征，我均称之为运行模式。如下图：

（附图　）

框图表示，科技人员在与自然环境的接触中，不断地积累新知识。而当这种积累达到有应用价值时，科技则向行政部门包括国家领导、地方领导和企事业单位领导提出建议。决策人将根据市场情况，做出拨款支持决定。科技界将从决策后获得的资源做进一步具体攻关，并随时汇报进展情况。决策者将酌情进一步给予支持。在企业，科技人员组织攻关，厂长调动各生产要素进行产品生产或试生产，并将出现的问题反馈给科技人员，直到解决问题。产品使用者将产品存在问题反馈厂家，厂家又制订逐步改进计划，这一反馈也通过商家向厂家反馈。科技人员再获得使用者的需求或改进信息后又确定新的研究项目或开发新产品。这一过程将不断周期的进行下去。

综上所述，产品主体结构的运行模式具有学科结合，环节连贯，多种反馈，循环促进的特点。在适宜的大、小社会环境下，可起到应用科技成果，优化各方面力量，组合生产要素，满足社会需求的作用。

所谓适宜的大社会环境，就是指即适应本国国情又可与世界环境顺利进行物质、能源和信息的交流的社会环境。市场经济体制就是属于这一运行模式的大社会环境。小社会环境就是指企业的活力和体制，即企业应该是独立的、产权关系社会化的经济实体。是吸纳科技成果转化为产品或商品的主力军。在这样的环境下或者说在这样的条件下，产品主体结构的运行模式才能充分发挥作用。

由于产品主体结构运行模式是处在产品实现过程这一系统工程的核心位置，因此，在一定条件下它就可以影响其它科技工作的模式。如：

（1）产品技术开发的环节关联模式

（2）企业技术创新的组织运行模式

（3）产业政策调整的部门调控模式

（4）科技社会协调的系统互动模式

总之，通过对原子弹这一高科技产品生产过程的历史回顾，使我们深刻认识到，科技发展规划与新经济生长点的基础应该是一致的，那就是能够带动一个新兴产业形成的高科技产品。如二弹一星，或超导电机等就应该成为带动我国跨世纪的核技术产业、通讯技术产业或超导技术产业形成的基础。

还有，通过这一历史回顾，也使我们进一步弄清了产品实现过程这一系统工程的核心，即产品主体结构运行模式。这一模式清楚地展示了，产品是最能充分体现“科技是渗透着价值的社会过程”这一sts研究领域的中心思想。〔（13）〕

主要参考文献

（1）　国家自然科学基金委员会：“自然科学学科发展战略研究报告之三：核技术”，《科技导报》，1992．6期，第23页。

（2）　刘斌：“核冬天理论及其对人类社会的作用”，《自然辩证法通讯》1990．5期，第28页。

（3）　高之栋：《自然科学史讲话》，陕西科技出版社，1986年3月，第693页。

（4）　leo szilard:"the idea of a chain　reaction　soscon.　1979.boston.19 cummings park,woburn,mass.01801.p30.

（5）（6）（11）　王德禄：“核和平之父——黑奥·西拉德”，《自然辩证法通讯》，1988．1期，第48、51、52页。

（7）（8）　（美）麦乔治·邦迪：《美国核战略》，世界知识出版社，1991年7月，第52、64页。

（9）（10）　卢辉：《核化生武器的历史与未来》，军事科学出版社，1991年8月，第6、10页。

（12）　王德伟：“产品信息含量分布的康托集合质量分布特征”，《分形理论及其应用》、中国科技大学出版社，1993年，第454页。

原子结构篇8

关键词：儒；道；孟子；庄子；良心；赤子之心；道德心理结构

弗兰克·梯利曾说过这么一句话：“对伦理学的形而上学的思辨必须在心理学之后进行（[美]弗兰克·梯利著：《伦理学概论》，何意译，北京：中国人民大学出版社，1987年，第51页）。两千五百多年前，孔子和老子等就开始从道德心理学的角度思考道德问题，他们开导了中国道德心理思想的先河。孔门儒家指出“良心”是道德心理的集合和道德功能主体。老庄一派则认为道德的心理本质是本真的赤子之心。儒道的道德理论与价值意识对抗意识十激烈，然而最终却被兼容并包于中国民族的道德心理结构之中━━王阳明自觉地道出了这个实质。

一

什么是儒家讲的良心？良心的发明源头可溯及孔子。根据《中庸》所引，孔子说过：“仁者，人也。”可见孔子给定的人的定义中，“仁”是人的内在结构之基本要素之一，换言之，仁性乃是人性的起码标准。“仁”是什么呢？从早期儒家有关论述看，“仁”的基本意义是指道德心理态度和情感。这种内在心性路向的思维正是孔门后学打开良心大门的发端。不过儒者中最早直接提出并系统论证“良心”的是孟子。

良心的存在与否，历来是道德哲学领域内争论不休的一个怪问题，甚至在当代新儒学家内部也有着截然对立的主张。据说有一次冯有兰先生访问熊十力先生，熊对冯说：“你说良知是个假定？这怎么可以说是假定。良知是真真实实的，而且是个呈现，这须要直下直觉，直下肯定”（转引自[美]傅伟勋著：《儒家心性论的现代化课题》（上），《从西方哲学到禅佛教》，北京：三联书店，1989年，第 240━241页）。结果冯氏木然，不置可否。显然冯先生不同意熊的观点。 熊氏说良知是个实在，在不断地呈现，这要靠直觉体证。熊的观点基本是来源于孟子 、 陆九渊 、王阳明等心学家和新实在论的讲法，然而早在孟子，其良心存在理论并不只是“呈现”及其描述而已。

孟子坚信人有良心。他说：“虽存乎人者，岂无仁义之心哉？其所以放其良心者，亦犹斧斤之于木也，旦旦而伐之，可以为美乎？”（《孟子·告子》上）在孟子看来，人心有不仁不义，人有丑恶不善的行径，非但证明不了人没有良心，反倒说明是良心被损伤谋害了。

孟子从以下几方面论证其良心存在说：首先良心是自然发生 、任何人都有的。孟子说：“孩提之童，无不知爱其亲者，及其长也；无不知敬其兄也”（《孟子·尽心》上）。这样讲自然不等于说良心就是童情童心，但他确实认为后天功夫只是对某种心性的扩充、 加工，使之成熟而已。 有趣的是孟子把良心的守护寄托于“存夜气”──他的“浩然正气”的生命哲学观本质上是一种唯意志论色彩浓厚的道德心理体验。从这个角度看，孟子至少是一个道德意志论者。其次，良心是直觉体证，孟子的良心与“良知”联系紧紧如一，他讲的良心既是天赋所与的道德生命之根，又是道德直觉能力。他说：“人之所不学而能者，其良能也；所不虑而知者，其良知也”（《孟子·尽心》上）。正是如此，所以孟子说万物皆备于我，心性天道是统一的，人的道德自我的扶植发展过程，不外乎就是尽心尽性知天事天。这里的“尽”、“知”实际所指的不是思辩和经验认知过程，而是直觉反思过程。对于孟子来说，“认识自己”，即“反求诸己”的确切意义就是体会良知、悟证良心。再次，良心出于善的动机或者出于纯粹价值理性信念。孟子可谓是儒家义务论道德心理学思想史上最彻底的良心论者，因为他的良心是他至高无上的信念乃至可以说是其信仰所在。这从他的人性论上可以看出来。孟子坚定的主张人性善。道德是关于善恶的抉择，孟子把社会道德内容放进了人性理论，这说明他所谓的人性论，实质就是道德论基础。善本来是个伦理学的价值观念，当把它表达到人性本质中去，使之上升为绝对价值、终极价值，把它与人性结合成为“人性善”命题时，实际上已经是关于全部人生价值的一种信仰陈述形式了。这一点上孟子显得十分极端，然而站在儒家的立场上，恰恰是这一点标志着孟子为最彻底的儒家，儒家的历史作用最积极的一面、对社会最诱人的一面正是人性善论。孟子之后的儒家极少有不割裂性理与人欲，在人性论上不拖泥带水的思想家。在孟子的思想中，人性善的担负者就是良心这个道德主体，良心贯通个体道德心理性理共相本体。鉴于孟子的良心站有内在信仰的高度，我们凭着智性的哲学分析、逻辑的论证方法来讨论它似乎是矢不中的了，这里需要道德心理学认识和分析方法。宋明理学家大多依“十六字心传”（“十六字心传”，指的是伪《古文商书·大禹谟》所云：“人心惟危，道心惟微，惟精惟一，允执厥中”。此十六字对宋以后儒家影响极大），摒弃“人心”，讲“道心”方是良心，反映了他们对孟子良心理论的疏离疑惑，陆王学派主张人无二心，良心是一，良心是生机勃勃的宇宙精灵，捍卫了良心理论。

孟子的良心有哪些特点呢？一则良心是内在的，是人所固有的。孟子拨四端之绪来做为支证，他说“恻隐之心，仁之端也；羞恶之心，义之端也；辞让之心，礼之端也；是非之心，智之端也。人之有是四端也，犹其有四体也”（《孟子·公孙丑》上）。人丧失了四肢只是个肢体残废，然而丧失了“四端”，就是非人了。因为“仁义礼智”是人之所以为人的内在性与社会性、个相与共相统一的本质标准，所以他说：“人皆有不忍之心”；“无恻隐之心，非人也；无羞齿之心，非人也；无辞让之心，非人也；无是非之心，非人也”（《孟子·公孙丑》上）。仁义礼智这心性的四个要素，“非由外铄我也，我固有之也，弗思耳矣。故曰：求则得之，舍则失之”（《孟子·告子》上）。

二则人人都有良心，良心之于人类是普遍的、平等的。良心乃是“心之所同然耳”（《孟子·告子》上），所以有子说：“圣人之于民，亦类也”（《孟子·公孙丑》上），照这样的说法，人皆可以为尧舜，而且如果反向：十恶不赦的歹徒是否有良心？孟子必定肯定地答复你：有。孟子以为富贵显严并不标明其人良心的过人，因为良心天赋平等，所谓：“有天爵者，有人爵者。仁义忠信，乐善不倦，此天爵也。公卿大夫，此人爵也”（《孟子·告子》上）。孟子和孔子一样讲小人君子之辩，他的讲法是依据良心的稳固与否：“君子所性，仁义礼智根于心”（《孟子·尽心》上），而小人不能自觉地保守其道德理性的“大体”（《孟子·告子》上），放失本然良心。孟子申辩说没有外在的仁义，仁义都是兼有社会客观性而内在于人心的法则，连舜也只不过是“由仁义行，非行仪仁也”（《孟子·离娄》下）。即舜只不过自觉顺着仁义心性行动，而并非是他造作了仁义。

三则良心虽根底深厚，但尚待操存培植。既然良心具现如照，为何总见歹徒姿肆，小人猖狂，比比皆是？“恶”从何而来？孟子面对这种情况，还是为良心抗辩：“乃若其情 ，则可以为善矣，乃所谓善也。若夫为不善， 非才之罪也”（《孟子·告子》上）。打个比方，“五谷者，种之类者也。苟为不熟，不如荑稗。夫仁，亦在乎熟之而已矣”（《孟子·告子》上），因此，良心既可能顺利成长，也可能耗损或复蒙，所以一定得有个存养的方法和依法存养的功夫。方法和功夫实是统一的。他说：“学问之道无他，求其放心而已矣”（《孟子·告子》上）。如何求？就是要识其大体，复明良心。这是要人“理直”即尽心识性知天。掌握道德理性原则与能力。再即是“气壮”，即“善养吾浩然之气”（《孟子·公孙丑》上），这种气至大至刚，充塞宇宙，直至能使人动心忍性或沛然振奋，即达到道德意志自决与信仰坚定的精神定格。“大夫夫”（《孟子·滕文公》下）的人格就是一个诉诸正义感的范例。一句话，良心的挺立，靠的是理直气壮、智仁勇兼修的功夫。

孟子把善行归结为良心的生命活力推动，而认为恶的产生是由于物物交夺而使良心走失的结果，这是把恶归结为环境与社会。这个说法使得其良心理论长期以来大受儒门内部质疑，也正与道家道德心理学截然相反。在儒家内部与孟子最针锋相对的是荀子。荀子敢冒天下之大不韪而主张性恶论，说是人天生不存在所谓良心，人的道德行为是圣人化性起伪的教化结果。这代表着先秦儒学道德心理认识的变异。另一种反对者以王夫之为理论代表者。王夫之反对的是孟子良心论的先验天赋色彩，他倡导性日生日成说，认为人心本不等于良心，所谓属于内在心性的良心其实成于后天。他说：“必须说个仁义之心，方是良心。盖但言心，则不过此灵明物事，必其仁义而后为良也”（王夫之著，《读四书大全说》，《船山全书》第六册，长沙：岳麓书社，1991年，第1077页）。他从“能思”与“所思”结合来谈良心的结构。这代表着从认识上对中国传统儒学的一次总的总结，当然，应该指出的是这种学说的基本观点早在《礼记》中已有所反映。

儒学内部对孟子良心的否定和重构，是否可能驳倒孟子良知论呢？十分不见得。所以儒学内部也早已出现了融合会通的修正派，“学庸”就是代表。《中庸》重内外先天后天兼修，既讲“自明诚”，又讲“自诚明”。《大学》从正心诚意讲到止于至善，把“自明诚”阐释得很清楚。自诚明重先天善性之培养，自明诚重后天克己修行，二者平置虽不无矛盾，但是效果上是可以统一的。《大学》通于荀学，《中庸》则向来被认为属于思孟学派，可见孟荀很早就开始相互济补了。

二

与孟子式儒家良心说正好形成反动的便是老庄道家。老庄提出了对良心理论最有对抗性的赤子之心的理论。赤子之心为老庄道德心理学的实质性概念。

赤子之心究竟指什么？这首先得分析老庄所讲的赤子概念。老子说过这么几段典型的话：“念德之厚，比于赤子。毒虫不螫 ，猛兽不据，攫鸟不搏。 骨弱筋柔而握固，未知牝牡之和而全作，精之至也。终日号而不嗄 ， 和之至也（王弼：《老子注》，《诸子集成》（三），北京：中华书局，1986年，第55章，以下凡引《老子》的皆用王弼本，只注篇名）。

众人熙熙，如享太牢，如春登台，我独泊兮！其未兆，如婴山之未孩。（《老子》第20章）

抟气致柔，能如婴儿乎？（《老子》第10章）

知其雄，守其雌，为天下溪。为天下溪，常德不离，复归于婴儿（《老子》第28章）

天下有始，以为天下母，得其母，以知其子，既知其子，复守其母。没身不殆（《老子》第52章）

可爱的赤子，依本性存在，天真纯朴而至智，虚无接物故无犯，无为而为所以能无不为。正因为“未孩”而有天真智慧，他们又能不失母而与母最自然亲和。赤子含德最全最厚，同时又与道之母体紧密一致，赤子正是道与德未离的最佳象征。所谓要求得道有德，就是要“复归于婴儿”。这里实质所指无非是复归于赤子婴儿健康自然之心！这个复归的过程，在本质上是要人们从丧失赤子之心而异化的心态中，再回归赤子之心的本源生机。这是生命哲学的取向，它关注的核心是生命的意义。

需要注意的是，复归是自觉地消除物化之心，删除社会异化带来的人的异质性，因而是超越的创造过程，而不等于简单的生理、心理还原过程，还有，这里的复归，既是赤子之心向道德觉悟高层的飞跃，同时又是道德主体通过对生活经验的批判反思所达到的自我认同。飞跃与统一是辩证的过程，这即是老子所说的，无知到有知的自然否定，再到更高的无知的肯定，也即从无为到有为的否定，再到无为无不为的肯定。这个过程《庄子·齐物论》称之为“吾丧我”。追求赤子之心的道德飞跃，老庄是一脉相承的。《庄子·人世间》中说的“童子”、“ 天子”， 《天地》中说的“婴儿”，《大宗师》说的“真人”等等。与老子讲的赤子，虽然名称不同但是旨趣如一。和“良心”不一样，赤子心态有实体意义，有道德认知心理学的价值。

老庄的赤子之心与儒家讲的良心的特点大相径庭。其一，良心是仁义之心。孟子讲他的良心还是仁义性觉，是真实的持存。老庄则坚决否定良心的内容──“仁义”，在老庄看来，仁义不仅不是道德公理，相反从效果论来看是反道德的，所以他们说失道而后德，失德而后仁，失仁而后义，失义而后礼。意思是说离开自然之道和素朴德性，则仁义无益有害。《庄子》认为，仁义也并非人固有之性，孔子曾对老子说：“仁义，真人之性也，又将奚为矣？”老子却反问他，既然如此，你“又何偈偈乎揭仁义，若击鼓而求亡子焉！意，夫子乱人之性也”（郭庆藩撰，《庄子集释》，北京：中华书局，1995年，《天道》篇，以下凡引《庄子》的皆用此本，只注篇名）。仁义不仅不是人性固有，而且老庄指出它们是道德的异化，违背自然人性的节外生枝，即所谓“骈拇枝指”（《庄子·骈拇》）。从这个角度看，孔孟都成了易人之性的不良的道德手术家：“自虞氏招仁义以挠天下也，天下莫不奔命于仁义，是非以仁义易其性欤？（《庄子·骈拇》）所以孟子讲良心在于扶植存养，而庄子针锋相对地提出要“忘”即忘仁义。《庄子》里有一个颜回“坐忘”的道德修养故事。这个故事第一阶段是“回忘仁义矣”，第二阶段是“回忘礼乐矣！”第三阶段即“坐忘”，意思是“堕肢体，黜聪明，离形去知，同于大通”（《庄子·大宗师》）。因此赤子之心的第一特点就是从常识心灵刳空仁义。

其二，赤子之心是反知为的。我们知儒家以“智仁勇”为三种要德，这是肯定智性学习的用处。孟子说“子贡曰：‘学不厌，智也；教不倦，仁也。仁且智，夫子既圣矣 ’”（《孟子·万章》下）。“仁之实，事亲是也。义之实，从兄是也。智之实，知斯二者弗去是也”（《孟子·离娄》上）。他肯定智，但给智以作为仁义之工具的约束。其四端论中有智端，平心而论，智也不是独立的，因为四端说重在强调仁义礼智四者相互矛盾、相互作用、相互制约的超稳定关系。老庄则否认知性之智对道德有任何积极作用。仅就这一点上说，他们是反智论者。他们否定学的过程：“绝学无忧”（《老子》第20章）；“为学日益，为道日损，损之又损以至于无为，无为而无不为”（《老子》第48章）；“绝圣弃智”，“绝巧弃利”（《老子》第19章）；“智慧出，有大伪”（《老子》第18章）。庄子讲了一个为圃老人的故事，子贡劝他用机械，可老人说：“吾闻之吾师，有机械者必有机事，有机事者必有机心。机心存于胸中则纯白不备。纯白不备则神生不定，神生不定者，道之所不载也。吾非不知，羞而不为也”（《庄子·天地》）。的确，就知性之智与道德的关系而言，它常常是导致对道德怀疑、动摇乃至破坏的来源。古往今来，道德与宗教家们都对知性与反知性的道德直觉能力之关系感到困惑。知性与道德觉悟本质是泾渭分明的，比如基督教中就有反映。上帝是仁性直觉的化身，它征服的敌人撒旦。实际是智的化身。为达成道德善，老庄倒向反智，孔子是想调和“仁智”。庄子的“心斋”（《庄子·人世间》）、“坐忘”术中就有堕肢体，黜聪明，离形去智。老庄否定知性决定主义之智，他们要人怎样呢？就是要愚，愚是赤子之心的纯朴象征，“愚”的意思是素朴，实质非但不愚，而是大觉悟，即“明道”境界。庄子说：“故圣人有所游，而知为孽”（《庄子·德充符》）；又借泰清之水感叹说：“弗知乃知乎，知乃不知乎！孰知不知之知？”（《庄子·知北游》），“不知之知”乃是与永恒化生的大道同一之知。“众人役役，圣人愚沌，参万岁而一成纯”（《庄子·齐物论》）。这种智慧是自觉地“为天下浑其心”（《老子》第49章），是“以明”（《庄子·齐物论》），所谓以明，乃指顺从天道的选择和判断，因而也是知常、自知，是“去小知而大知明”（《庄子·外物》）。

其三，否定了良心的仁义内容，超越了日常见闻小知的偏执，自然就展现了赤子之心的第三个特点，这个特点就是齐同万物，齐是非，达到玄同与大通的境界，这是“玄德”（《庄子·天地》）的状态，是赤子之心隐喻的虚无恬淡、真朴无为的道德纯粹的显示，在这个意义上说，赤子之心的理论设计通于自然法的思维。从“德”而上达于“道”，从“道”而导出“德”，需要有“赤子之心”作为中介条件。良心本是个是非之心。在庄子看来，“古之人，其知之有所至矣。恶乎至？有以为未始有物者，至矣，尽矣，不可以加矣！其次以为有物矣，而未始有封也。其次以为有封焉，而未始有是非也。是非既彰也，道之所亏也，道之所以亏，爱之所以成”（《庄子·齐物论》）。也就是说，太古的人无以为知，未始有人与物事，异质二分；接着就出现了事物之识了，但无以知为，尚未判然界别之；再其次，界限分明了，但还没有主观是非判断；等到有关是非的主观价值观念成熟了，道就亏损了，偏爱私见就风行开来了，于是我们的生活和人际社会被弄得每况愈下。庄子认为普通人的生活实际就是斤斤于是非价值。固执己见，这些固执表现在包括师其成心，以主观的我为标准；囤于名号、言说、论辨这些抽象形式，把名实分离绝对化；受时空制约，看不到是非价值变动的条件性；好己恶人，党同伐异，是己非人，看不到价值对象之复杂性与价值之多元多重性。（《庄子·齐物论》）较详细地分析了上述内容。这些问题在赤子是不存在的。庄子提出要淡化人际勾心斗角，超越是非善恶的价值执着，放弃斤斤之心。这有两个基本途径，即“以道观物”（《庄子·秋水》）和“吾丧我”（《庄子·齐物论》）。以道观物是求“道通为一”，兼怀万物，虚以接物，并包众相。庄子说，“同乃虚，虚乃大。合喙鸣。喙鸣合，与天地为合。其合??，若愚若昏，是谓玄德，同乎大顺”（《庄子·天地》）。“吾丧我”即超越流动性自我，扬弃主观偏见，使生命的真我获得解放和澄明，这即是“与道相辅而行”（《庄子·山木》）。这样一来。一个赤子的理想国才有可能复现，这个理想国即是所谓“至德之世”、“建德之国”（《庄子·山木》）。那种文明是“同乎无知，其德不离，同乎无欲是谓素朴。素朴而民性得矣”（《庄子·马蹄》）这一理想社会，其实是对道德最低公认出发点的回归，同时也是“赤子”生活中人与世界紧密关联融和的再现。这里已明显可以睹见走向一种自然法思维的曙光。这是超越儒家仁先义后程序、仁义礼智相生相克的良心框架的重大进展。因为道家的赤子之心实际蕴着从道的普遍性出发，这意谓着公共正义优先。事实上，赤子之心不是从无规定性的人本身出发，而是将必然性、普遍性、理性、智慧、人的本质抽象纳入相关的道德主体体系中。

三

有趣的是，孟子虽然大讲良心，然而他说过“大人者，不失其赤子之心者也”（《孟子·离娄》下）。关于这句话自来认识不一。一种意见以为，孟子讲的赤子之心乃是视民如赤子，保养民命之意，这种赤子之心经过正心诚意等功夫，乃是无微不至之诚，不同于道家的一无所知之赤子之诚。今文《尚书·康诰》：“若保赤子，惟民其康”。似可作为旁注。另一种观点说，保赤子之心即保婴儿少幼之心，此心专一未变。我们认为第一意见说的包含以赤子之心待民是可取的，但孟子在这里讲的重点却是第二意见，即保少幼而未变异之心。至于说道家讲的是一无所知的赤子之诚，显然是传统儒派经师的门户偏见。道家赤子之心如何是一无所知之诚？赤子之心理本是潜在的纯朴道德主体本身，它无所不可包容。孟子从中寻找良心良知的端绪，老庄从中揭示与升华道德的底质，都未尝不可。儒家与道家都重视赤子之诚，且思想有所交叉，本无可厚非：从历史的发展看，最后他们的统一是客观事实而且必然如此。良心与赤子之心最终统一并共同积淀产生出儒道互补、良心赤子之心紧张的中国道德心理结构，这从王阳明的思想中可找到见证。

一般人会有疑问：两种相反的道德心理如何能统一呢？事实上民族道德心理结构是一种能动的文化主体，因此它完全可以包容多元的甚至矛盾互补的道德，只要不是反道德和庸俗地调和。这种结构使得民族心理更具开放性和适应性。认为道德主体不能兼有异质或反补的道德哲学观只是伦理学体系的逻辑一致性的准则，不是道德心理的事实情况，考虑到道德境遇的差异性和复杂性，不同的道德并存就是当然合理的。从儒道道德心理比较的角度，正可以纠正理论与事实的差距，也有助于我们健全道德文化结构，认识道德结构和过程内部复杂的平衡机制。

中国道德心理思想发展史上，有一个著名故事，即“天泉证道”。据载（王阳明著，《王文成公全书》（四），卷三十四年谱三，《四部丛刊初编集部》，上海书店印行，1989年，以下凡引此书只注书名卷名），王阳明去世前一年，即1527年9月初8夜间，王的高足钱德洪、王畿二人带着疑问侯立阳明先生庭下，请阳明裁断争论。王畿认为，若心体本无善无恶，则意、知、物均是无善无恶；若说意有善有恶，毕竟心亦未是无善无恶。他说王门“四句教”纯粹是个“权法”（王畿著，《龙溪王先生全集卷一·天泉证道记》）。他绎造“四无说”：“若悟得心是无善无恶之心，意即是无善无恶之意，知即是无善无恶之知，物即是无善无恶之物”（同上）。钱德洪认为，“四句教”为“定本”，心体原来就是无善无恶，由于久浸习染，见有善恶，为善除恶就是要力修复明本体的功夫。不料阳明子并不介入争论，反倒取超越兼容的态度。他嘱咐说：“二君之见正好相取，不可相病，汝中须用德洪功夫，德洪须透汝中本体。二君相取为益，吾学更无遗念矣”（《王文成公全书》（四），卷三十四年谱三）。并订咛二个大弟子以后与学者言论，务要依皈四句宗旨，即“无善无恶是心之体，有善有恶是意之动，知善知恶是良知，为善去恶是格物”（同上，又参见《龙溪王先生全集·天泉证道记》）。一般误以为钱王之争，乃禅门顿渐二法在王门之表现与延伸。实际不然，这里“无善无恶”的心之体，正是道家的赤子之心。“有善有恶是意之动”也可以从发展心理学加以解释。王畿说的意、知、物均无善无恶，亦即印契真性自然而无善无恶。“知善知恶”、“有善有恶”、“为善去恶”，则正是赤子之心转化为良知的过程，而且从“为善去恶是格物”来看，又正是良知对物化之心的破除，从辩证的眼光看，这又是对赤子之心本然无善无恶的洗濯回归。阳明先生的四句宗旨深刻地反映了儒道道德心理归缩上的共生关系，同时又辩证地看到了它们是分中之合、异中之合，我们可以说，没有良知功能的赤子之心是不结社会伦理果实的花蕾；而没有赤子之心的良知则是无本之末、无源之水。对于人的道德心理平衡和文化结构功能而言，都即需要讲赤子之心基地上的良知，又需要讲良知守望护理下的赤子之心。

说阳明子这样的一代儒学大师，在道德心理学上是儒道通用，这是否荒谬？一点不然。阳明子确实是一个求兼容并包、贯通适用的大师。在对整个儒道释关系的问题上，他采取的根本思维是超越豁达的。据说张元冲曾就船上问阳明子：“二氏（指释老──笔者注）与圣人之学所差毫厘，谓其皆有得于生命也……不知亦须兼取否？”先生曰：“说兼取便不是圣人尽性至命。何物不具？何待兼取？二氏之用皆我之用，即吾尽性至命中完养此身谓之仙，即吾尽性命中不染世累谓之佛，但后世儒者不见圣学之全，故与二氏成二见耳。譬之厅堂三间共为一厅，儒者不知皆吾所用，见佛氏则割左边一间与之，见老氏则割右边一问与之，而已则自处中间，皆举一而废百也。圣人与天地民物同体，儒佛老庄皆吾之用，是之谓大道。二氏私其身是之谓小道”（《王文成公全书》）（四），卷三十四年谱三）。参考上述文字，我们说阳明子将赤子之心与良心统一起来，就毫不奇怪了。与那些抱残守缺，固执门户私见的排斥佛老者不同，与那些明骂暗窃佛老者也不同，王阳明公然亮出了自已的主张，那就是：三教通用。这个主张实际上印契于中国历史文化传统本来面目和其生态规律，中国文化毕竟是儒道释等多家共同创新发展的。一定要厚此薄彼，扬已抑人，党同伐异，排出一个优劣程序，只是陋者自固而已，实不足称道。难怪不少人称中国民族文化心理结构的特质，是亦儒亦道亦释，又是非儒非道非释。从儒道道德心理本质的关系上就可见一斑──它们是对抗又紧张但却创造了多元的统一和动态的平衡。比如赤子之心表面上看缺乏伦理规范性，然而它在道德心理结构中的存在，既可以抑制儒家流于极端人道主义僭妄或人伦异化，也可以抵御某些宗教超自然的弊端。

这一构造性特点，使得中国道德文化具有开放性，也使得中国民族道德心理结构和功能具有宽容性。这是促进中国社会稳定和文化持续健康发展的一条内在文化规律。