Miks on aatomid nii väikesed?

—

“Naiivse f??siku ettekujutuste” esitamisel on hea alustada veidrast, peaaegu naeruv??rsest k?simusest: miks on aatomid nii v?ikesed? K?igepealt nentigem, et nad on t?epoolest v?ga v?ikesed. Iga pisike aineraas, millega me igap?evaelus kokku puutume, sisaldab neid tohutul hulgal. On v?lja m?eldud rohkesti n?iteid, mille abil seda kuulajaskonnani tuua, ent ?kski neist pole nii m?jukas kui lord Kelvini kasutatu. Oletame, et te v?ite m?rgistada molekulid klaasit?ies vees. Valage selle klaasi sisu maailmamerre ja segage viimast p?hjalikult, nii et m?rgitud molekulid selles ?htlaselt jaotuksid. Kui te n??d v?tate klaasit?ie vett ?ksk?ik missugusest kohast ookeanis, leiate selles umbes sada teie m?rgitud molekuli.5

Aatomite tegelikud m??tmed6 on vahemikus umbes 1/5000 ja 1/2000 kollase valguse lainepikkusest. See v?rdlus on t?hendusrikas, sest too lainepikkus n?itab umbkaudu k?ige v?iksema k?beme suurust, mida v?ib veel mikroskoobiga eristada. Nagu edaspidi n?eme, sisaldab s??rane k?be veel tuhandeid miljoneid aatomeid.

Ent miks on aatomid nii v?ikesed?

Kahtlemata on see k?simus k?rvalep?ige, sest tegelikult ei ole selle eesm?rgiks teada saada aatomite m??tmeid. Meid huvitab organismide suurus, t?psemalt meie enda keha m??tmed. T?epoolest, aatom on v?ike, v?rreldes meie igap?evaste m??t?hikutega, nagu jard v?i meeter. Aatomif??sikas on tavaks kasutada niinimetatud ongstr?mi (t?his ?). ?hes meetris on 10¹⁰ ongstr?mi ehk 1 ? = 0,0000000001 m. Aatomite l?bim??dud k?iguvad ?he-kahe ongstr?mi piires. Ent nood tavaelu pikkus?hikud, mille suhtes aatomid on nii v?ikesed, on seotud meie enda keha m??tmetega. P?rimus seostab jardi saamislugu ?he Inglise kuninga naljatujuga, kui too vastuseks oma n?unike k?simusele, missugust pikkus?hikut valida, sirutanud k?e k?lje suunas v?lja ning ?elnud: “V?tke kaugus minu rinna keskelt kuni s?rmeotsteni, sellest piisab k?ll.” Olgu see lugu t?ene v?i mitte, kuid kuningas oleks kindlasti osutanud pikkust, mis oli v?rreldav tema enda kehaga, teades, et mistahes muu olnuks v?ga ebasobiv. Hoolimata kogu kiindumusest ongstr?misse, eelistab f??sik teada, et tema uueks ?likonnaks on tarvis kuus meetrit, mitte kuusk?mmend viis tuhat miljonit ongstr?mi tviidi.

Oleme niisiis kindlaks teinud, et k?simus on tegelikult kahe suuruse – meie keha ja aatomi m??tmete suhtest. Ja v?ttes arvesse, et aatomi s?ltumatu olemasolu on kahtlemata varasem, taandub k?simus tegelikult j?rgmiseks: miks peab meie keha aatomiga v?rreldes olema nii suur?

Ma v?in kujutleda, et nii m?nigi innukas f??sika- v?i keemiatudeng on kahetsenud t?siasja, et meie meeleelundid, mis moodustavad v?hem v?i rohkem olulise osa meie kehast, ja koosnevad nimetatud m??dusuhte tingimustes loendamatutest aatomitest, on liiga j?medatoimelised, et tajuda ?ksiku aatomi p?rget. Me ei suuda ?ksikuid aatomeid n?ha, tunda ega kuulda. Meie h?poteesid aatomite kohta erinevad suuresti meie j?medate meeleelundite vahendusel saadud tulemustest ja neid ei saa otsese vaatluse teel kontrollida.

Kas nii peabki olema? Kas selleks on mingi loomulik p?hjus? Kas me v?ime selle olukorra taandada mingit liiki algp?hjusele, selleks et kindlaks teha ja m?ista, misp?rast ?kski asi ei ole t?pselt ?hitatav Looduse enda seadustega?

Aga see on ometi kord probleem, mille f??sik suudab t?ielikult lahendada. Vastus k?igile neile k?simustele on jaatav.