质子与中子数量的关系（拿掉3个质子8个中子铅就变成黄金）

经常听到有些中学生讨论到底是物理难还是化学难、物理重要还是化学重要。其实对于这样的问题，在物理学家眼中根本就不存在，因为在他们看来，现代化学、生物学早已演变成物理学的分支了。从表面上看，物理学和化学都是科学的分支，但其实两者息息相关，虽然在现实中的应用大为不同，但其实仅是对于问题的着手点和研究方向不同而已。归根到底，科学追求的是世界的本源问题，这种追求源于人类的好奇心和探索精神。

物理学经过几个世纪的发展，科学家们已经发现所有的自然规律都是建立在质能守恒、动量守恒、电磁理论、电荷守恒、力场守恒、薛定谔方程、海森堡测不准原理、泡利不相容原理和熵增原理等等基础原则之上，这些原则构成了我们认识世界的基础。相比之下，物理学关注的是物质内在的性质和为什么有这些性质，而化学则关注的是物质的转化和物质如何转化。下面举个有意思的例子，您一看就能明白。

我们知道，其实真正说起来，化学的发展历史要比物理学的发展历史悠久得多，如果将古代的炼金术士称为“化学家”我想一点也不过分。古代的炼金术士都曾尝试过将普通金属转化为贵金属，而伟大的科学家牛顿的另一个身份就是炼金术士，他也曾试图用巫师的大锅和玄术制造出奇怪的化学物质。虽然古人的知识有限、条件有限，但是通过不间断的实验，他们也相继制造出了一些合金、发现了从砷、磷到锌的多种化学元素，以及色素，甚至毒品，这些成就为现代化学奠定了基础。

让他们奇怪的是，无论他们怎么努力，始终没能将铅变成黄金。很显然，因为知识的局限，他们无法解释，但如今的我们运用现代物理知识就能解释其中的原因了。大家都知道，铅和金都是化学元素，二者的差异源于原子核的构成不同。金原子的原子核包含有79个质子和118个中子，而铅原子的原子核包含82个质子和126个中子。所以，如果能有办法从铅原子的原子核中取出3个质子和8个中子，那么就可以得到黄金了！

但是，这一点是化学家永远也无法做到的，为什么呢？根据化学的定义，化学反应实际上是围绕原子核运动的电子进行了重新排布，但无法影响到原子核。因为就质量而言，一个电子想要打乱原子核的构成是不可能的，这就如同一只蚂蚁想要推开大象一样困难。除此之外，质子和中子不仅质量比电子更大，而且它们还受到强核力的控制，控制电子的是电磁力，而原子核中的强核力大约是电磁力强度的20000倍！所以，化学反应产生的能量根本不足以打乱原子核的构成，当然也就无法将铅变成黄金了。

但在物理学家看来这完全不是问题，因为只要有足够的温度、密度和压力，就会产生核反应，而核反应可以制造一切，不要说黄金，就是钻石都能制造出来，人造钻石就是例子。其实说到底，我们的宇宙早期就是一个大熔炉，而恒星就是一个核反应堆，宇宙中所有那些性质各异的元素都是由这两者制造出来的，实际上也就是宇宙中四种基本力互相较量的结果。