我們從初中開始學習物理課和化學課時，就會學到比較初級版本的原子結構，這個原子結構大概是下面這樣：
老師一般會告訴你，原子是由原子核和電子構成的，而原子核帶正電，電子帶負電。所以，其實這里就隱含著一個問題，既然原子核帶正電，電子帶負電，那根據異性相吸的道理，電子應該會掉落到原子核內才對呀？
關于這個問題，困擾著科學家也蠻久的，原子模型的最終確立，經歷了好幾代科學家的努力。而我們學到的版本是波爾的原子模型的，這個模型沒能解決這個問題。后來，波爾的學生海森堡提出了不確定性原理，他認為，電子并沒有特點的軌道，而是同時在各個位置，呈現概率云的特點。
但是，不確定性原理也沒有解決這個問題。真正解決這個問題的是愛因斯坦的質能等價、能量最低原理、泡利不相容原理。那這些原理到底是啥意思呢？
我們接下來，一個個來聊一聊就能知道為什么電子不會落入到原子核內了。
質能等價&能量最低原理
首先，我們要搞清楚一個點，那就是原子核內是有質子和中子的，而質子和中子其實還可以再分，它們都是有三個夸克構成的。而夸克被強相互作用力束縛在質子和中子內，以至于我們沒辦法獲得自由的夸克。
不過，我們知道的是，夸克其實也有不同，它一共分為6味（種）：上夸克、下夸克，粲夸克、奇異夸克、頂夸克、底夸克，它們還有自己的反物質粒子，也是6味（種）。
這些夸克質量是不同的，我們可以看上圖的右上角，會有xxxMeV/c^2，這其實就是表述質量的。你可能會納悶，這個單位也太奇葩了。但如果，你仔細想想物理學中最有名的那個公式：E=mc^2，簡單移項，就會得到m=E/c^2，而上圖中MeV和GeV其實都是能量單位。所以，這么表述質量是成立的。這里的這個E=mc^2，我們都知道叫做質能方程。但很多人對它其實是有誤會的，以為它只針對核聚變，并且是質量轉化為能量。實際上，并非如此，質能方程是一個普適理論，它可以用到任何和質量、能量相關的過程當中。其次，并不存在所謂的“質量轉化為能量”，實際上，愛因斯坦想表達的是，質量和能量是一回事，是一個東西的兩個面。質量對應著能量/c^2，質量里有能量，能量里有質量。
知道了這些，還需要知道一個能量最低原理，說白了，就是萬物都很懶，都喜歡從高能量狀態向低能量狀態發展，這和水往低處流是一個道理。構成質子的夸克的總質量是要小于構成中子的夸克的總質量。根據質能等價，我們就知道質子的能量是低于中子的能量。
不僅如此，實際上是，電子和質子的總能量其實也是小于中子的。所以，要讓電子和質子反應成為中子，是需要邁過一個能量門檻的，也就是要輸入能量，不可能自發的發生。而不在原子核的中子，也就是自由的中子，15分鐘左右就會發生衰變，衰變成一個質子、電子、中微子，這其實也就是β衰變。
實際上，這個β衰變也會發生在原子核內的中子，只是沒有這么快，是一個隨機行為。
泡利不相容原理
其實只要輸入足夠多的能量，還是可以實現讓電子進入原子核的。不過，實際上你要去這么做的時候，還是會遇到阻礙，而且這個阻礙利用人類的技術很難能夠克服。解釋這個阻礙的理論叫做泡利不相容原理。這個理論說的是：
兩個全同的費米子（電子，夸克等）不能處于相同的量子態。
意思是原子核外的電子的排布是遵循一定的規則的，每一排排多少個，具體怎么排都有明確的規定，不能隨便插隊。因此，由于泡利不相容原理，導致當要讓電子進入原子核時，出現一種叫做電子簡并壓力，它會抵抗外力，不讓電子陷入到原子核內。電子簡并壓力其實是另外一道堅強的堡壘，由于它的存在，我們很難能夠把電子壓入到原子核內。
不過，也并不是說不可能，在宇宙中這種現象就經常出現。當恒星發展到一定階段后，由于自身引力特別大，大到電子簡并壓力都無法抵抗的程度，這時候電子就會變壓到原子核內。而此時的天體成為了一顆中子星。也就是或，中子星其實就成功地把電子壓到了原子核內，使得電子和質子反應生成中子。也因此，中子星的密度極其大。
最后，我們來總結一下，由于通過質能等價，我們知道電子和質子的能量總和是小于中子的能量的，根據能量最低原理，電子和質子要反應生成中子需要有能量加入，不能自然發生。又因為泡利不相容原理的存在，電子需要在原子核外好好站隊，這種規則會產生一種量子效應：電子簡并壓力，它能夠抵抗外界施加的力，電子簡并壓力其實也是電子不會進入原子核的最后一道保險，如果又于外界施加的力大到電子簡并壓力都無法抵抗，電子就會被壓入原子核內，中子星就是這么來的。
