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近日，中科院物理所的井盖走红网络，一个个设计巧妙的井盖，用风趣而简单的图形将深刻的物理知识通俗地科普给了观者。于是小编也蹭一蹭热点，来带着大家重温一下我们所十分熟悉的泡利不相容原理。

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。

泡利非常严谨，有上帝之鞭之绰号

上文所述的一小段文字背后，实际上有非常复杂的数学推导，即使是物理专业的本科生甚至研究生也未必会遇到。但是正所谓大道至简，大乐必易，大美必炼，一个复杂而深刻的物理知识，却又能让高中生也轻而易举地领略其魅力并加以简单的应用，不得不说，这就是物理如此吸引人的原因吧。

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作者：王纪尧

配图：王纪尧

校对：叶君耀

排版：王纪尧

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优美的费曼图

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