你們是不是有過捏碎雞蛋的體驗？雞蛋在落地時容易破裂，但僅憑雙手去捏卻異常堅固。當力量均勻分布時，雞蛋殼能承受數百公斤的重量，這得益於其獨特的外形。只有在力量不均的情況下，人才能將其輕松捏碎。
來個想象力的跳躍！既然雞蛋由原子組成，我們能不能用類似的方法抓住並擠壓一個原子，將其破碎呢？若真能做到，需要用多少力量呢？
知己知彼，才能百戰不殆。想必你也想知道怎麽去「捏碎」一個原子，那麽我們就先來深入了解一下原子的秘密。
我們所見的天上的雲朵，踏過的地面上的馬匹，都是由原子構成的。古希臘哲人德莫克利特最早提出了原始的原子理論，他認為萬物皆由被稱為「原子」的微小顆粒組成。到了17世紀，科學家們經過一系列的實驗，證實了原子的存在，道爾頓則從科學的角度建立了原子理論，不過他認為原子是不可分割的實體。
然而，原子真的無法被「捏碎」嗎？並非如此，因為原子本身也是由更小的粒子構成的。原子由原子核和環繞其的電子組成，而原子核又是由質子和中子構成。
人類對原子結構的探索歷經數年。1897年，湯姆遜發現了電子；1912年，盧瑟福發現了原子核，並在1918年確認了質子的存在。由於中子不帶電，因此直到1932年，盧瑟福的學生查德威克才將其發現。
這些小小的粒子是如何結合成原子的呢？正負電荷相互吸引，同種電荷相互排斥。質子帶正電，中子不帶電，電子帶負電，它們必須克服庫倫斥力才能結合在一起。實際上，自然界存在四種基本力，質子和中子主要依靠強核力結合，這種力的作用範圍雖有限，但作用力卻比電磁力大170多倍。而電子則依靠電磁力與原子核結合。原子之間也能透過電磁力結合成分子，進而形成世間萬物。
因此，要「捏碎」一個原子，就得施加比結合力更大的力量。
那麽，如何操縱一個原子呢？
想要「捏碎」一個原子，我們得先控制它，防止它逃脫，就像把原子緊緊握在手中一樣。
原子有多小呢？將原子與黃豆相比，就如同將黃豆與地球相比。原子的平均直徑大約在0.1納米左右，例如氫原子的直徑約為0.07納米。以7納米工藝制造的芯片為例，它在指甲蓋大小（一平方厘米左右）的面積上包含了69億個晶體管。
原子核更是微小，直徑在原子的千億分之一左右，質素卻占了原子的99.9%以上。如果把原子比作一個足球場，那麽原子核就相當於足球場上的一粒沙。
盡管原子如此微小，科學家們已能透過掃描隧道顯微鏡在實驗室中操縱單個原子，甚至在極低溫條件下利用探針進行精確控制。此外，科學家們還開發了光鑷技術，透過激光形成光阱來操作納米至微米級別的粒子。
但僅憑這些方法，我們仍然無法真正地「捏碎」一個原子。
那麽，要真正「捏碎」一個原子，需要多少能量呢？
「捏碎」的定義模糊，是將原子分成兩半，還是將其分解為更小的粒子？我們假設為後者。
原子的大部份質素集中在原子核，原子核是維持原子穩定的關鍵。只需破壞原子核，原子就會分解。
考慮到核外電子的存在，想要破壞原子核，我們得先了解電子雲模型。通常情況下，電子不會因電磁力而墜入原子核，但在極大的壓力下，電子簡並壓會被擊穿，電子就會與質子結合形成中子，中子星就是這樣產生的。理論認為，需要1.44倍太陽質素的重力才能引發這一過程。但我們不必真的將電子壓入原子核，只需讓原子失去所有電子，然後破壞原子核即可。
氫原子是最簡單的原子，由一個質子和一個電子組成，要「捏碎」它並不難，只需將其電離，失去電子變成質子。氫原子的電離能約為13.6eV。不過，以鐵原子為例可能更具代表性。
鐵（主要是最穩定的同位素鐵56）是宇宙中最穩定的元素，鐵56原子核由20個質子和30個中子組成，既不易裂變也不易聚變。這是為什麽呢？因為鐵原子核的平均結合能為8.6MeV，是所有元素中最高的。
不同種類的原子由不同數量的質子和中子組成，要分開它們需要結合它們時的能量。鐵56原子核的總結和能約為7.71x10的負11次方焦耳，是氫原子電離能的3500多萬倍。從理論上講，要「捏碎」一個鐵56原子核，就需要這麽多能量。至於鐵原子的電離能，則可以忽略不計。
實際上，捏碎一個原子幾乎不消耗能量。根據定義，1焦耳能量相當於1牛頓的力作用於物體，使之沿力的方向移動一米所需的能量。將一顆50克的雞蛋舉高2米，它的勢能就增加一焦耳。
可見，「捏碎」一個原子很容易，幾乎不需額外的能量。真正的挑戰是如何穩穩地「抓住」一個原子。
1918年，盧瑟福透過天然放射性元素釋放的Alpha粒子轟擊氮核，實作了首次人工核反應。如今的大型強子對撞機能產生TeV級別的能量（1T=10的12次方）。
那麽，我們還能將原子「捏」得更碎嗎？例如將質子和中子「捏碎」？雖然質子和中子由誇克組成，但由於色禁閉現象，目前尚無技術能將其擊碎。至於電子、誇克等基本粒子是否還能繼續分解，目前仍無定論。
