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在介绍小尺度的物体之前，我们先了解一下“米”单位制下的一些比较小的单位。毫米（mm），即10 -3 m，是我们生活中经常接触到的尺度，再小的单位依次有微米（μm）、纳米（nm）、皮米（pm）、飞米（fm），它们的进制都是10 3 ，1μm等于10 -6 m，1 nm等于10 -9 m，1 pm等于10 -12 m，1 fm等于10 -15 m。
“一尺之棰，日取其半，万世不竭”，这句话包含了我国古代先哲对组成物体最小单元的探索。实际上，物体的最小单元是什么，这个问题在古代是无法找到答案的，毕竟人类凭肉眼能看到的最小物体也在0.1~0.2 mm左右，头发的直径大约是0.06mm，即60μm。光学显微镜的发明大大提高了人类眼睛的分辨能力，大约可以看到0.01 mm大小的物体，即10μm大小，这个尺度大约就是细胞的大小，细菌的直径大约是0.5~1μm，中型病毒的直径约0.1μm，即100 nm，这已经超出了光学显微镜能看到的极限。然而这还远远不是最小的物体。我们知道原子是化学反应中不可再分的最小微粒，那么原子有多大呢？直径大约10 nm！一粒沙子的百万分之一，这个大小已经小于可见光的波长，光学显微镜已经束手无策了，依靠扫描隧道电子显微镜才可以看到。1989年，IBM公司阿尔马登研究中心的科学家首次操控35个原子，拼写出了“IBM”的字样。
原子内部还有结构，原子由带负电的核外电子和原子核构成，电子的直径在10 -15 m数量级，即1 fm，原子核的直径在10 -15 ~10 -14 m之间，原子核内部还有质子和中子，质子的直径约为1.6~1.7×10 -15 m，中子的直径约为1.6×10 -15 m，这个尺度已经超出了几乎所有显微镜的分辨能力了。根据现代物理的标准模型，电子、中子、质子这些亚原子粒子仍然存在内部结构，它们由各种夸克构成，6种夸克分别是上夸克、下夸克、顶夸克、底夸克、奇夸克、粲夸克，夸克的大小在10 -19 m数量级。当然，除了夸克还有其他基本粒子，如轻子、传播子等。以目前的技术，我们是无法直接观察到这么小的物体的，只能通过一些反应、效果对它们进行探测。