泡利不相容原理如何证明 泡利不相容(2)

中科院物理所井盖上的泡利不相容原理
大多数人第一次接触泡利不相容原理是在中学的化学课上，当时，课本告诉我们，泡利不相容原理是核外电子排布的规律之一，同一条轨道上的两个电子不可能有相同的自旋。当然这只是“普通青年”的观点。学过大学物理之后，我们知道，基本粒子分为费米子和玻色子，费米子遵循泡利不相容原理，而玻色子则不遵循。也就是说，两个费米子不可以处于相同的量子态上。而沃尔夫冈泡利先生提出这个以他名字命名的原理的时候，不过24岁。

著名理论物理学家沃尔夫冈泡利
随着物理学的进一步发展，人们认识到，泡利不相容原理，其实可以不叫原理。因为从某种意义上说，泡利不相容原理是狭义相对论和量子力学的结合，或者说是微观因果律的必然结果。也就是说，所谓的玻色子和费米子分类，其实是微观因果律的结论。这样，费米子的一个物理状态上，仅仅允许一个粒子存在，而玻色子系统对此则没有限制。我们熟悉的电子，以及由基本粒子组成的质子、中子等，都是自旋为半整数的费米子，而光子和希格斯粒子等则是玻色子。物理学家施温格的精彩论证更告诉我们，真的就只有这两种量子化条件。