做科普最让人头疼的一点，就是很难做到让所有人都满意。
毕竟，我们每个人成长经历存在差异，学过的知识数量不一样，对于同一问题的理解程度也有着极大不同，有人或许稍微知晓一点物理学情况，能够跟随上简单原理的分析，有人大概甚至连基础物理概念都未曾接触过，过于复杂的解释只会致使其越看越困惑，还有人可能自身对物理怀有兴趣，然而又害怕被那些晦涩的术语赶离。
好比我们今儿要谈论的这个事儿：电子携带着负电，原子核带着正电，正负电原本就会彼此吸引，那么，为啥电子始终绕着原子核旋转，却不会被吸进去初中物理物质，进而坠落到原子核上面了，是，怎么回事？
如果并非如此便一定要从专门的物理学角度朝着深度去挖掘探寻，那么这个问题实际上极度复杂。为了将这一科普工作妥善完成做好，往前我特地查阅找寻了好多专业相关资料，说实话讲，好多内容我自身都并未全然理解明白——毕竟我也并非是学习物理专业的人员，那些密密麻麻的海量物理学术术语、难以看懂弄清楚的公式，仅仅只是看着就令人觉得头大。
在生活里头，绝大多数的人跟我情况是一样的，并非是物理学专业出身，对于那些高深莫测的理论完全不了解。所以在眼下，我尽可能不去使用任何晦涩且难以理解的物理学术语，也不会去罗列公式，仅仅运用我们能够听得懂的通俗易懂的话语，将这个问题阐释清楚。老实讲，我也不敢随意去运用那些专业术语，就怕一旦用错了，从而误导了大家，那样可就得不偿失了。
我们先从那个最为基础的、最能够容易理解的一个角度着手说起，这角度所说意味着的，也就是经典物理学的那个视角！大家初中物理物质，应该都是知晓着这么一个基本的常识的哟：电子它是带电的，原子核同样也是带电的，电子所带的是负电，原子核所带的则是正电。依据我们打小就听闻过的那个“正负相吸”的原则，电子与原子核它们两者之间，绝对是会产生相互吸引的那种力量的，而这种力量，在物理学领域当中被称作是“电磁力”。
此处看到，不少人或许会存有一个疑问，电子存有速度，它持续以一定速度环绕原子核旋转，如同地球环绕太阳转动那般。地球因具备公转速度，故而不会被太阳引力吸过去，那么电子是否如此，依靠自身旋转速度，抵消了原子核电磁吸引力，于是才不会坠入原子核上呢？
这个想法具备合理性，并且契合我们日常抱持的直觉，然而在此处存在一个关乎关键的问题，为我们所忽视了，经典电磁理论存有另外一种说法，带电的粒子于高速运动之际，会朝着外部辐射出电磁波，而电磁波从本质上说是一种呈现为能量的存在，简而言之，就是电子在围绕着原子核进行旋转的进程当中，会一边持续旋转，一边不间断地“耗费”能量，将自身具备的能量以电磁波的形态辐射出去。
试想一下，要是有个物体持续不断地消耗自己的能量，然而却没有新的能量补充进去，那么它的速度必定是会越来越慢的。电子亦是如此，它持续地向外辐射能量，不断损失能量，速度便会渐渐地降下来。一旦速度降低了，它就再也不可能去抵消原子核那里的电磁吸引力了，它所运行的轨道就会变得越来越低，越来越靠近原子核，最终是一定会坠落到原子核上的。
基于这样的逻辑去进行推导，所有的原子都应当会出现“崩塌”的状况，也就是电子最终都会掉进原子核当中，如此一来原子便不再存在了。然而实际的情形却是，我们周围的所有物质，都是由原子所组成的，桌子是由原子构成，椅子是由原子构成，我们的身体也是由原子构成，甚至空气同样是由原子构成的，可是这些原子都极为稳定，从来都不曾出现过“电子坠落到原子核上导致原子崩塌”的情形。
实际上呢，这个问题，可以这么说，在一百多年以前，也同样困扰着那个时候的每一位物理学家。他们和我们是一样的情况，也无法想明白：明明按照经典物理学的理论，电子肯定会坠落到原子核上，然而在现实里为什么并非如此呢？
物理学界当时，为对原子结构予以解释，提出了一项非常有名的模型，称作“枣糕模型”。该模型觉得，原子如同一块松软的枣糕，原子核等同于枣糕自身。而电子恰似镶嵌在枣糕上的葡萄干，均匀地散布在原子核周边，不会发生移动，也不会出现坠落。此模型当时被广泛认同，因它好像能暂且解释“电子为何不坠落”的问题——毕竟电子是“嵌”在原子核之上的，定然不会掉进去。
只是这个模型，往后被一位身为物理学领域中具有极高地位的大佬给推翻掉了，这位大佬便是卢瑟福。卢瑟福开展了一项极为有名的实验，称作“阿尔法粒子散射实验”，这个实验具备着简单的特性，简要来讲，就是采用一种名为“阿尔法粒子”的体积微小的粒子，去对非常薄的金箔实施撞击，接着去留意观察阿尔法粒子的运动路径轨迹。
按“枣糕模型”所做预测，阿尔法粒子撞击金箔后，理应会顺着原本方向持续行进，或者稍微出现些偏离，原因在于原子如同一块实心枣糕，阿尔法粒子穿过时，仅会受到些许阻碍。然而实验结果却令所有人皆大为震惊：多数阿尔法粒子的确是沿着原来方向前行，可是有少数阿尔法粒子，却产生了很大角度的偏离，甚至有极少数阿尔法粒子，被径直反弹了回去。
这个实验得出的结果，存在着仅有的一种解释，原子的内部并非是实心的状态，占据极大比例的空间呈现为虚空的特性，这状态好似一个规模巨大的足球场，原子核所占据的位置仅等同于足球场中心位置处的一颗细微的小石子，而电子所处的情况，就好比在足球场上做随机运动的细微的几颗小尘埃。
假设原子内部大部分区域是空无一物的状况，鉴于电子会持续地消耗能量，那么按照常理它应当迅速坠落到原子核之上，然而实际情况是，电子始终稳定地于原子核外部进行运转，如此一来便使得当时那些物理学家更为困惑且苦恼了。
这种局面，即“理论推导与现实情况全然矛盾”，持续了相当长的时段，一直到量子力学出现，才将这个僵局彻底打破，使得物理学家们瞧见了希望。能够这么讲，正是这个难题，也就是“电子为何不坠落”，在一定程度上促使了量子力学的诞生以及发展。
量子力学传达给我们一个核心要点，原子属于微观世界范畴，它的运行规则，跟我们宏观世界里的物体，像地球、太阳、汽车等，全然不一样，甚至能够说是对我们日常直觉予以颠覆的，其中最为关键的一个差异，便是“能量并非连续的，而是量子式的”。
关于微观粒子，例如电子，它所释放或者吸收的能量，并非能够无限制地小呵；其实是“一份一份”存在的，这就如同我们在使用金钱时，只能一块钱、两块钱地进行支出喽，绝不可以去花千五毛钱、花一毛钱（忽略角、分的具体情况而言）。每一份这样的能量，都构成了一个最微小的能量单位，而这个最微小的能量单位，就被称作是 “量子” 啦。
亦即是说，电子能够释放或者吸收的能量，仅仅是“1份量子能量”，又或是“2份量子能量”，再或者是“10份量子能量”之类的，依此类推，必定得是量子能量的整数倍数，决然不可以是如1.5份、2.3份这般的非整数倍数能量。此一特性，便决定了电子的运行轨道，并非是能够随意变动的，而是有着固定的“能级”——恰似我们所居住的楼房那般，有1楼、2楼、3楼，电子只能在这些固定的“楼层”（能级）上运行，无法在1楼和2楼之间的“半空中”运行。
电子于不同能级运行之际，能量是固定不变的。当其吸收了恰好等同于两个能级能量差值的能量之时，便会从低能级“跳跃”至高能级，例如从1楼跃迁至于2楼处；当它释放出等于两个能级能量差的能量之时，就从高能级跳转回低能级，比如从2楼返至1楼。此等过程，于物理学范畴之上被称作“电子跃迁”。
这里关键的一点是，电子要发生跃迁，其吸收或释放的能量，必须恰好等于两个能级的能量差值，多一丝一毫或少一丝一毫都不可以。要是能量不足，抑或是能量过剩，电子便无法发生跃迁，进而也不会辐射出电磁波、损失能量。
让我们回到最初提出的那个问题：电子为何不会坠落到原子核之上呢？原因在于，电子仅能够处在固定的能级上进行运转，它没办法随意使得自身的轨道降低——除非它能够释放出恰好等同于当前能级与更低能级之间能量差值的能量。然而，当电子运行至最低能级的时候（也就是最靠近原子核的那个如同“楼层”般的位置），就再也不存在更低的能级可供其跃迁了，进而也就没办法再释放能量了。
要是不存在能量损失的情况，那电子的速度便不会降低，其轨道也就不会持续变低，自然而然地也就不会坠落到原子核上。这便是此原子得以保持稳定、电子能够于原子核外稳定运行的关键原因——并非是由于电子的速度抵消了电磁吸引力，而是归因于量子化的能量，它限制了电子的轨道，致使它不能随意损失能量、靠近原子核。
聊到这儿，好多人或许又会发问：那电子真的就始终都不会坠落到原子核上吗？不管处于何种情形下，都不会掉进去吗？
答案是：那肯定不是。说电子不可能向原子核靠拢根本不对，在一些极其特殊的状况下，电子会被“挤”进原子核之中，不过这个过程，得输入特别大的能量方可，这个能量的数值，必须大到能跟一种叫“电子简并压”的力量相抗衡才行的。
把“电子简并压”这个词听到耳中，众人没必要心生畏惧之情，事实上它并非难以领会。我们先来阐述一下它的实质究竟是什么：按照物理学里的“泡利不相容原理”（不去把这个名称记入脑海，把握住意思便成），存在着一类粒子（举例就是电子），这些粒子具有一种“怪异禀性”——两个完全一模一样的此类粒子，没办法 在同一个“位置”（在物理学领域称为“量子态”）里待着。恰似我们每一个人都拥有属于自身的座位，不可以有两个人挤在同一个座位之上，电子同样“不情愿”和另一个完全相同的电子挤在同一个量子态之中。
要是存在一股外在的力量，非得硬性迫使两个全然相同的电子，挤入同一个量子态之中，那么电子就会生成一股强劲的力量，用以对抗这股外在力量。这般电子因为 “维系自身的所处态势”以及抗衡外部施压而产出的力量，便是“电子简并压”。
科学家们发觉，电子简并压的力量极其强大。它甚而能够阻拦一些恒星在死亡之后，持续朝着内部发生坍缩。就如我们的太阳，它此刻正处于稳定的中年阶段，凭借内部的核聚变反应钓鱼网，生成向外的推力，用以抵偿自身的万有引力，从而维持稳定。然而当太阳的核聚变燃料用光、迈向生命终点时，它内部的推力便会消逝，强大的万有引力会致使太阳开始朝着内部坍缩。
当太阳坍缩至特定程度时，电子简并压便会开始发挥效用。太阳内部的原子会被施加压力而破碎，大量电子会被挤压在一起。这些电子为反抗万有引力的压迫，会生成强大的电子简并压。此力量能够抵消太阳的万有引力，进而阻止其持续向内发生坍缩。最终，太阳会演变成一颗体积微小、密度极大的星体称为“白矮星”，它的体积或许与地球相近，然而质量却和当前的太阳大致相同。
在这里，存在着一个小细节，这是需要向大家讲明白的：电子简并压呐，讲真严格些来讲的话，它可不是那种所谓的“真正的力”，它跟我们平常所了解到的万有引力，还有电磁力，而电磁力和万有引力这两种力都是属于宇宙四大基本作用力当中的一种，它和这两种力之间，是有着本质上区别的的。
它产生作用时不需要借助任何媒介，并且其发生仅仅局限于那些具有“脾气古怪”特性的粒子之间比如电子，从本质上来说它是由这些粒子的波函数相互干涉而引发产生的效应，而并非和我们平日里所理解的“推力““拉力”是同一概念，然而这个知识点专业性极强，我们没必要进行深入探究，只要明白它是一种极其强大的“对抗力量”便可以了，要是再进一步深入探索下去 我自己就必定会有点不知所措。
能够让大家更为容易地去理解电子简并压着，我们是可以采用两个生活化的例子，进而形象地去进行类比、一下。
热运动，就如第一个例子里分子的那般：我们人尽皆知，当温度有所升高之际，比如说把一杯水拿去加热，水里的分子就会运动得愈发剧烈起来，水杯里的水体积也会略微变大。水的体积变大，并非是由于存在某种力在推着水分子所致，而是水分子之间的相互作用，以及热运动变得剧烈，致使它们之间的距离变大，进而使得水的体积变大。
电子简并压跟这情况相同，它并非是一类“推作用力”，而是源于电子相互之间的作用，进而生成的一种起到“抵抗挤压”作用的效应，我们能够以较为通俗的方式， 将其看作是 “电子的热活动” 所产生的 “电子形成的气压”，这就如同气体分子引发的气压，拥有能够抵抗容器压力的能力一样，电子简并压同样具备抵抗外部挤压的能力。
再来看看第二个例子，它呢更为亲近靠拢于我们日常之所经历，如果在脑海之中假定一下，你是独自处在一个体积不大很小巧的房间之内，这个房间刚刚好仅仅能够容得下你这么一回身，你身处于这个房间里的时候，感觉是十分舒适惬意、自由自在的。
处于这个时候之际，如果存在有人打算强行闯入你的房间，并且要和你挤在一块儿，你必定会感觉不舒服，会下意识地使劲把这个人往外推，不让他进入。你推他的这般力量，就等同于电子简并压——电子恰似你一样，“不乐意”他人（其他电子）闯入自身的“房间”（量子态），故而会产生力量，将“闯入者”推开，以此对抗外部的压迫。
其实，电子简并压一直存在于我们身边的所有原子当中，只是在平常情况下，电子之间的距离较远，电子简并压的力量极小，这个小的程度让我们完全能够忽略不计，根本感受不到它的存在。然而，当电子的密度变得充分高、温度变得充分低时，电子之间的距离会被挤压得很近，此时电子简并压就会显现出来，而且成为主导力量，对抗外部的压迫。
重新返回白矮星的实例里面，去更深层次领会电子简并压的功效。白矮星的内部，是电子简并压占据主导地位的所在之处：当太阳走向死亡之后，强大无比的万有引力持续把太阳的物质朝着内挤压，原子的外层架构被压垮，数量众多的自由电子被挤到一块儿，电子的密度达到极为高的程度。这当口，量子水准较低的“位置”，也就是量子态，已然叫电子给塞得满满当当，依据泡利不相容原理来看，后续被顺势挤过来的那些电子，没辙进入早已经被占得满满当的量子态范围，仅仅能够生成超强大的电子简并压力，去怼抗万有引力所施加的压迫态势，于最终达成使白矮星维持稳定状态，不再持续出现坍缩的情况。
若是恒星的质量，比我们所认知的太阳大得多，那情形便会有所不同。举例来说，有一颗质量超过太阳1.44倍的恒星，当它步入生命末期、核聚变燃料消耗殆尽之际，其内部的万有引力，会越发强大，强大到能够突破电子简并压——任凭电子孕育怎样巨大的“抵抗之力”，都难以抗衡这股万有引力的挤压。
在这个时候，电子再也没办法进行抵御了，会被极为强大的万有引力，强制性地“压”入原子核当中。电子进入到原子核以后，会跟原子核内的质子结合一块儿，变为中子。在这个时候，原本的原子便不存在了，整个星体都会转变为由中子构成的星体，这种星体称作“中子星”。
中子跟电子的情况相同，同样有着“怪脾气”，并且也遵循泡利不相容原理，因而中子之间，也会生成类似的“中子简并压”。中子简并压所具备的力量，相较于电子简并压要强大许多，它能够抵消恒星剩余的万有引力，对阻止中子星持续向内坍缩起到作用，以使中子星维持稳定状态。中子星的密度达到了极其惊人的程度，一立方厘米的中子星物质，其质量有着几十亿吨，这等同于一座大山的质量。
倘若恒星的质量，比致使中子星生成的恒星还要更为巨大呢，比如说有一颗质量超出太阳三倍以上的恒星，当其走向死亡之际，它内部的万有引力，会强大到连中子简并压都没法进行抵抗，在这个时刻，中子也没能够继续维持稳定，整个星体都会被万有引力持续不断地朝着内部挤压，挤压成为一个体积无限小且密度无限大的点，而这个点便是我们平常所说的“黑洞”。
黑洞引力强大无比，强大到光都难以从其内部逃脱，故而我们无法直接目睹黑洞，然而科学家能够借由黑洞对周边物质的作用，探测到它的存在。一旦物质踏入黑洞的“事件视界”（这个等同于黑洞的“边界”），便再也不能逃脱，将会被黑洞引力完全吞噬，最终成为黑洞的一部分。
看见此处，想必诸位已然完全明晰了：电子可不是不会坠至原子核上哦，仅仅是在一般情形下，量子化的能量致使电子只能于固定的能级上运转，根本没办法损失能量、去靠近原子核罢了；然而在极端情形下，一旦存在足够强大的力量（就像超大质量恒星死亡后的万有引力那般），将电子简并压给击穿之际，电子就会被压入原子核当中，与质子结合成为中子，甚至还会进一步坍缩成黑洞呢。
可是，针对于家中的小朋友而言，像是才步入初中、尚未学习过较多物理知识的小朋友来讲，上面提及的“电磁辐射”“电子简并压”“中子星”“黑洞”这些概念，依旧是太抽象、极为复杂了，他们大概率还是会不知所措的。要是小朋友询问你：“爸爸妈妈，电子为何不会掉进原子核里？”，我们就无需讲述如此多复杂的原理，运用更形象、更简易的话语，便能给小朋友解释明白的。
告诉小朋友这件事，我们是能够直接这样做的，那就是电子实际上能够坠落到原子核之上，然而原子自身又特别“坚硬”，若要把电子压进原子核当中，这非得借助极为巨大的力量方可达成，平常大家身处周围的那些力量，统统都远远达不到这样的程度，所以电子才会始终围绕着原子核不停地转动，而不会掉落进去。
我们能够采用小朋友所熟知的物质，去进行一番类比，以此让他们更易于理解。比如说，小朋友必定都清楚，水相较于空气而言属于“偏硬”的状态——我们能够较为轻易地对空气实施压缩，就好比借助手去挤压一个气球，气球便会变小，这便是对空气的压缩行为；然而我们要压缩水却存在较大难度，就如同用手去挤压一瓶装填了水的瓶子，瓶子根本不会发生外形的改变，并且初中阶段讲授物理知识的老师也会告知我们，水基本上是无法被压缩的。
我们能够这般跟小朋友讲：原子相较于水更具“硬度”，比我们所见识过的尽数事物都更“硬”，要将电子挤压至原子核之上，比压缩水的难度还要高上万倍、上亿倍。平常我们身旁的力量，像用手去捏、用锤子去敲，根本都没办法对原子产生撼动，更不用说把电子压入原子核之中了。
唯有在宇宙当中，存在着超大质量的恒星，当这类恒星走向死亡之际，会产生一种堪称无比强大的力量，凭借这种力量，才能够将电子压入原子核内部，进而形成要么是中子星，要么是黑洞的天体。