Основная масса атома — свыше 99,9 % — концентрируется в его ядре, где плотность материи колоссальна и составляет 100 миллионов тонн в одном кубическом сантиметре. Если бы мы смогли заполнить атомными ядрами спичечную коробку, то ее вес составил бы около 2,5 миллиардов тонн! Вместе с тем атом железа, например, имеет плотность всего около 8 граммов на кубический сантиметр. Итак, сопоставим 100 миллионов тонн или 8 граммов в одном кубическом сантиметре. Не сопоставимая разница!
Таким образом, атом можно рассматривать как часть пустого пространства, пустоты, в котором размещаются очень плотное и малое по размерам ядро и несколько удаленных от него электронов, масса каждого из которых составляет всего 0,91.10–30 кг, что несоизмеримо меньше массы протонов, формирующих ядро и весящих 1,67.10–27 кг. Поэтому общая масса всех электронов атома не превышает 0,1 % массы всего атома.
Для того чтобы более четко представить себе геометрические соотношения строения атома, увеличим их пропорционально и предположим, что их ядра будут иметь размер горошины или дробинки диаметром 5 миллиметров. Как известно, атомы металлов образуют кристаллическую решетку, центр которой занимают ядра атомов. В принятом нами масштабе расстояния между соседними ядрами в кристаллической решетке окажутся равными примерно 120 метрам и все это пространство представляет собой пустоту, в которой находится небольшое количество электронов, размер которых несоизмеримо мал с громадными межъядерными расстояниями.
Но и ядра атомов, несмотря на громадную их плотность, не однородны и состоят из связанных систем протонов и нейтронов. Не исключено, что эти элементы ядра тоже имеют сложную структуру и, в свою очередь, состоят из каких-то частиц, имеющих еще меньшие размеры и еще большую плотность.
Таким образом, любое физическое тело представляет собой пространство, в котором на бесконечно больших друг от друга расстояниях размещаются мельчайшие частицы. Но между ними существует очень жесткая связь, определяющая взаимоположение их в пространстве и не позволяющая изменить расстояния. между ядрами и деформировать тела. Эту связь мы называем "взаимодействие", а область ее проявления — "поле". Современная физика считает, что существует четыре вида взаимодействий: сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное.
Предполагается, что природа взаимодействий связана с обменом частиц-переносчиками (фотоны, гравитоны, глюоны и т. п.). Видимо, для такого утверждения есть основания, но по существу оно отражает только внешнее проявление процесса, а не его природу. Перемещение частиц, безусловно, имеет место и при различного рода взаимодействиях, но, скорее, это является следствием, а не первопричиной явления.