關於原子內部結構是什麼樣的問題，早期那些科學家們研究的深度也就在如今我們高中階段的知識水平。那時候科學界已經有的物理學基礎就是牛頓力學、電磁學以及熱力學等等經典物理的內容。
對於氫原子這樣一個最簡單的原子，它有一個帶正電的原子核以及一個核外帶負電的電子組成，這是當時的科學家們知道的。顯然這兩樣東西放在一塊，很容易讓人想到其結構可能類似一個小太陽系。
道理很簡單啊，電子在核外圍繞原子核運動，依靠庫倫力作為向心力，電荷之間的庫倫力與萬有引力一樣都符合平方反比規律。
這樣一個行星模型的原子結構，很容易讓我們想到開普勒三大定律，並且有了微積分，我們不需要實際觀測，就可以從數學上證明，在平方反比引力的作用下，質點將做橢圓曲線運動。
是不是很簡單的思路呢，這個模型經盧瑟福提出後，所有科學家都沒有能夠在第一時間發現有什麼不對的。畢竟微小的原子與龐大的太陽系擁有同樣的結構，這是多麼美妙的事情。這不就是佛家所說的“一花一世界，一葉一菩提”嗎？
等等，是不是哪裡有什麼不對的地方呢？
法拉第發現了電磁感應現象，麥克斯韋在實驗的基礎之上提出了自己的方程組，預言了電磁波的存在，並且已經由赫茲的實驗所證實。
這樣的話，那麼按照行星模型，電子在軌道上做加速運動，按照理論預言，它就會釋放出電磁波損耗能量，從而進入更低的軌道……如此下去，電子就會逐漸落入到原子核上，根本就不會存在穩定的原子。
一個問題出現了：原子不可能像太陽系模型那樣簡單，一定還有我們未知的秘密。
同時期的科學家還在研究原子的發光現象，按照麥克斯韋的電磁理論，原子發光應該是連續的，事實上是，氫原子會發射出多條分立的譜線，並不是連續的，好像毫無規律。
物理家們也是很逗比的一群人，當時有一個瑞士數學家巴爾末，此人號稱給他任意一組數字他都能找到規律。現在難題來了，物理學家把氫原子的光譜數據給了巴爾末。沒想到，還真讓他搞出來一個公式，這就是巴耳末系。如果這哥們有機會上《最強大腦》，估計能奪冠。
之所以要提到巴爾末，是因為這個時候，一個丹麥年輕物理學家出現了，他就是玻爾，就是後來因為量子力學跟愛因斯坦展開論戰的那個牛人，他碰巧看到了巴爾末公式。並由此產生了波爾自稱的“二月轉變”。
我們來看一下，這個“二月轉變”中，波爾經歷了哪些心路歷程。
當時波爾還在盧瑟福的實驗室工作。他在1912年，正在英國曼徹斯特大學工作的玻爾將一份被後人稱作《盧瑟福備忘錄》的論文提綱提交給他的導師盧瑟福。
在這份提綱中，玻爾在行星模型的基礎上引入了普朗克的量子概念，認為原子中的電子處在一系列分立的穩態上。回到丹麥後玻爾急於將這些思想整理成論文，可是進展不大。
轉機出現了，他的一個朋友來看他，給他介紹了巴爾末的氫原子光譜公式。在看到公式的一瞬間，波爾豁然開朗——電子繞原子核運動的軌道可能是不連續的。
電子繞核運動與地球繞太陽運動不同，地球繞太陽公轉的軌道如果更近一些，它的能量就比原來要低一點；如果地球軌道的半徑可以連續變化，那麼這個能量值就是連續的數值。
而氫原子核外的電子軌道則不同，那些分立的譜線表明，原子中的電子的能量只能是分立的數值，從而說明電子的軌道半徑也只能是某些特定的數值。
波爾因此提出兩點假設：一、原子只能處於一系列不連續的能量狀態中，在這些狀態中原子是穩定的；二、原子的定態是不連續的，因此電子的可能軌道分佈也是不連續的。
從波爾這個假設出發，很容易就能推導出光譜理論中的巴爾末公式，可以精確描述氫原子光譜的規律。不過，這很反直覺好嘛，這樣的原子模型與我們之前理解的經典物理學完全不同。
這就好像有一個彈簧振子，在經典物理學中，這個振子可以伸長5釐米、10釐米以及這兩個長度之間的任意位置，如果按照波爾的原子模型，這跟彈簧只能存在於5釐米或者是10釐米的位置上，而沒有中間狀態！如何能讓大多數人接受？
其實，能量處於分立狀態並非完全不能接受，生活中其實處處充滿著分立的狀態，比如吉他上的琴絃，琴絃的的長度一定是半波長的整數倍。我們日常中的鐘表，最小單位一般都是秒，沒有人太關心比秒更小的單位，我們說出來的時間，一般也都是分鐘的整數倍就可以了，你要是帶上小數點後零點几几幾秒，估計大家都能跟你急。
結束語
波爾的原子模型是顛覆性的，因為波爾的原子模型開啟了一個物理學的新領域——量子力學。關於量子力學是如何從進一步從經典物理學的大廈中閃亮登場的，留在其它的文章裡繼續為您詳細介紹。
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