世界如何诞生 如果世界诞生初期

毫不夸张的说，如果“费米子”不遵守泡利不相容原理那我们的世界就会坍缩成一锅均匀的浓汤！

宇宙间所有已知的粒子可以分成两组：组成宇宙中的物质的自旋为1/2的粒子；在物质粒子之间引起力的自旋为0、1和2的粒子。

• 自旋为0的粒子：看上去就像一个小圆点，从任何方向看都是一样的。
• 自旋为1的粒子：看上去像一个箭头，且从不同方向与角度看是不同的，只有在

旋转360°后看起来才会一样。

• 自旋为2的粒子：像个双头的箭头，只要转过半圈(180°),看起来便是一样的了。
• 自旋为1/2的粒子：必须旋转2圈才会一样。

自旋的发现为我们人类科学的进步奠定了基础，它的直接应用包括：核磁共振谱，电子顺磁共振普，质子密度的磁共振成像以及巨磁电阻磁盘磁头等。

泡利不相容原理，又称泡利原理、不相容原理，是奥地利物理学家沃尔夫冈·泡利在1925年发现的，他也因为这个重要的发现而获得1945年的诺贝尔奖。泡利是个模范的理论物理学家，有人这样说，他的存在甚至会使同一城市里的实验出毛病！在那个天才辈出、群雄并起的物理学史上最辉煌的年代，泡利仍然是夜空中最耀眼的巨星之一。

泡利不相容原理是微观粒子运动的基本规律之一。它指出，在费米子(自旋为半整数1/2、3/2…的粒子统称为费米子)组成的系统中，不可以有高于两个粒子处于完全一样的状态。在原子中完全确定一个电子的状态需要四个量子数，所以泡利不相容原理在原子中就表现为：不能有高于两个以上的电子具有完全相同的四个量子数,这成为电子在核外排布形成周期性从而解释元素周期表的准则之一。

另外两个准则是能量最低原理和洪特规则，能量最低原理就是在不违背泡利不相容原理的前提下，核外电子总是优先占有能量最低的轨道,只有当能量最低的轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道，也就是尽可能使体系能量最低。而洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。后来量子力学证明，电子这样排布可使能量最低，所以洪特规则可以包括在能量最低原理中，作为能量最低原理的一个补充。

用更通俗易懂的语言来解释泡利不相容原理，我们可以得出两个类似的粒子不能存在于同一个态中，即是说，在不确定性原理给出的限制内，它们不能同时具有相同的位置和速度。不相容原理是非常关键的，因为它解释了为何物质粒子在自旋为0、1和2的粒子产生的力的影响下不会坍缩成密度非常之高的状态的原因：因为如果物质粒子几乎在相同位置,则它们必须有不同的速度，这意味着它们不会长时间存在于同一处。

结束语：试想，如果在这个世界诞生的时候，泡利不相容原理不起作用，夸克将不会形成不相连的、很好定义的质子和中子，进而这些也不可能和电子形成不相连的、轮廓分明的原子。它们都会缩形成大致均匀的稠密的“汤”,整个世界也会分崩离析，不复存在。

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