要解答這個問題，首先要打破一個常見誤區(qū)，電子并非像行星繞太陽那樣“軌道式”運(yùn)動。

在19世紀(jì)末，物理學(xué)家湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子后，提出了“葡萄干布丁模型”，認(rèn)為原子像一塊帶正電的布丁，電子像葡萄干一樣嵌在其中。

但1911年盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)顛覆了這一猜想：大多數(shù)α粒子穿過金箔后直線前進(jìn)，少數(shù)卻發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，這說明原子的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在極小的原子核內(nèi)，電子則在核外“空曠”區(qū)域運(yùn)動。

基于這個發(fā)現(xiàn)，盧瑟福提出了“行星模型”，認(rèn)為電子繞核做圓周運(yùn)動，庫侖引力提供向心力。

但這個模型存在一個致命漏洞：根據(jù)經(jīng)典電磁學(xué)理論，做加速運(yùn)動的帶電粒子會不斷輻射電磁波，損失能量。按照這個規(guī)律，電子會像逐漸失去動力的衛(wèi)星一樣，沿著螺旋線不斷靠近原子核，最終在極短時間內(nèi)墜落，原子也會隨之坍塌，但現(xiàn)實(shí)是，原子穩(wěn)定存在了數(shù)十億年，從未出現(xiàn)過這種情況。

經(jīng)典物理學(xué)的“失效”，催生了量子力學(xué)的誕生。

1913年，丹麥物理學(xué)家玻爾提出了玻爾模型，首次將量子概念引入原子結(jié)構(gòu)。他提出兩個核心假設(shè)：一是電子只能在特定的“量子化軌道”上運(yùn)動，這些軌道的能量是固定的，電子在軌道上運(yùn)動時不會輻射能量；二是當(dāng)電子從高能級軌道躍遷到低能級軌道時，才會釋放出能量，能量差以光子的形式輻射出來，反之則吸收光子。

玻爾模型雖然解釋了氫原子的光譜現(xiàn)象，但無法解釋更復(fù)雜的多電子原子，也沒有從根本上說明“量子化軌道”為何存在。

直到20世紀(jì)20年代，量子力學(xué)的“波粒二象性”理論問世，才真正揭開了電子運(yùn)動的本質(zhì)。法國物理學(xué)家德布羅意提出，電子不僅是粒子，還具有波動性，其波長與動量成反比。這意味著，電子在核外的運(yùn)動不能用“軌道”描述，而是呈現(xiàn)出“概率云”的形態(tài)，我們無法確定某一時刻電子的具體位置，只能通過數(shù)學(xué)公式計(jì)算電子在核外某區(qū)域出現(xiàn)的概率。

1926年，薛定諤方程的提出進(jìn)一步完善了這一理論。

方程的解（波函數(shù)）描述了電子在核外的概率分布，不同的波函數(shù)對應(yīng)不同的“原子軌道”，并非經(jīng)典意義上的軌道。。這些原子軌道具有固定的能量，電子填充在這些軌道上時，會遵循“泡利不相容原理”，每個軌道最多容納兩個自旋相反的電子，形成穩(wěn)定的電子構(gòu)型。

從能量角度看，電子也“不愿”墜落到原子核上。

根據(jù)量子力學(xué)計(jì)算，電子在核外的能量是“量子化”的，存在一個最低能量狀態(tài)（基態(tài)）。

如果電子要墜落到原子核上，需要釋放巨大的能量，而根據(jù)不確定性原，電子的位置越靠近原子核，動量的不確定性就越大，對應(yīng)的動能也會急劇增加，這種動能產(chǎn)生的“排斥效應(yīng)”，與原子核的庫侖引力達(dá)到平衡，阻止了電子的進(jìn)一步靠近。

簡單來說，電子不墜落到原子核上，本質(zhì)是量子世界規(guī)律與經(jīng)典世界規(guī)律的差異導(dǎo)致的。在微觀世界中，“軌道”“連續(xù)運(yùn)動”等經(jīng)典概念不再適用，取而代之的是波粒二象性、概率分布和能量量子化。正是這些反常識的量子規(guī)律，支撐著原子的穩(wěn)定存在，也構(gòu)成了我們所見的整個物質(zhì)世界的基礎(chǔ)，從空氣中的氧氣分子，到我們體內(nèi)的DNA，都是由遵循量子規(guī)律的原子構(gòu)成的。