金屬態氫離子的“自旋”是“磁力矩”的震盪。

物質是金屬態氫離子聚合形成的；磁場裡高速流動的物質轉化為金屬態氫離子，金屬態氫離子的“磁力矩”切割磁力線釋放電磁波——光子（能量）。

如果沒有金屬態氫離子“磁力矩”的震盪，電磁波無法產生、傳播！

微觀世界的粒子都具有一個神奇的屬性：自旋。

為什麼說它神奇？以為它完全超出了我們的經驗理解。

宏觀世界裡，一個物體，如果給他一個自轉軸，只要把它旋轉360度，它就會跟未轉前長的一毛一樣。

微觀粒子的旋轉可不像宏觀世界一樣：

在微觀世界中，粒子都在玩命的自旋。有的自旋為整數，比如光子為1，它就像是一個箭頭，轉上一圈360°後,就跟原來的一樣；有的則為2，它就像是兩個箭頭，要轉上180°，才會跟原來一樣；有的為零，這並不是說粒子不自旋，而是它在旋轉的時候，從每個角度看去，它都是一樣的；有的就更奇怪了，它是1/2。這意味著，你要把它擰上兩圈（720°），它才跟原來一樣。

雖然很形象，但這是一種很不恰當的比喻。粒子的自旋跟宏觀世界的自轉存在極大的差別，甚至是難以想象的，它沒有固定的自轉軸，或者說它的自轉軸非常古怪，亦或者說，它根本就沒有轉，只是能量在這樣表達而已。

現在我們已經知道，組成物質世界的例子自旋都為1/2，統稱為費米子，如電子、質子等。而傳導力的媒介粒子，如光子、介子等，則自旋為整數，叫做玻色子。

好了，為什麼粒子會存在自旋？

說實話，這個問題我能回答，今年諾貝爾獎我就拿定了。

如果粒子能說話，那麼你要問粒子它為啥自旋，它可能會告訴你：自旋是啥？我生下來就這樣，沒有為什麼！

自選就是這個世界的根基，要是沒有自旋，粒子就不再是粒子，整個世界的邏輯也都坍塌了。

如果非要給一個答案，你可以把它理解成為，它是一種能量的悸動和表達方式。能量總需要表達出來，只不過，它選擇方式恰巧就是自旋。

對於一個人的行為，可以簡單的用“他就是這麼一個人”來解釋，也可以根據其生長的家庭環境和大的社會背景來予以理解。

實際上，不只是人，自然界中的任何物體都不是完全獨立和自由的，都會受到其存在的物理背景的影響與束縛。比如，任何物體的運動速度都是不能超過光速的，因為光速是量子空間的傳播速度。

我們對於粒子自旋的認識也不例外，需要結合粒子的生成與其外部的環境來認識，而不是武斷地將自旋歸結為粒子的內在屬性。因為，後者並沒有給我們的認識帶來更多的資訊與知識。

在一百多年以前，人們對物質的認識是憑著直覺，認為物質是實體。比如，英國科學家‍湯姆遜提出了麵包加葡萄乾的模型，認為在原子的內部充滿著質量並於其表層鑲嵌著電子。

然而，紐西蘭人盧瑟福用阿爾法粒子轟擊原子（金箔），其意外地發現，只有極少數的粒子被反射了回來。這說明，在原子的內部，其絕大部分空間都是空的，質量只集中在很小的區域。

後來，隨著量子力學的發展，使我們逐漸地認識到，原子的體積僅只是電子高速運動所產生的封閉體系，即物質是不實的。

此外，在1900年，德國物理學家普朗克為了避免連續的能量會集中在能量高的紫外端輻射☢️即為了避免紫外災變，在其新的黑體輻射公式中提出了一個常數h，該常數的量綱是粒子的角動量，具有相對於粒子能量的不變性。

這意味著，在我們的宇宙中，存在著不可再分的最小粒子。能量是關於粒子運動能力的度量，存在著最小粒子，表明能量是不連續的，進而消除了紫外災變的預言。為了凸顯這一最小粒子的不可再分的特性，我們就將該粒子命名為量子。

於是，我們獲得了一個有機的量子宇宙觀，離散的基態量子構成物理背景（空間），由高能量子組成的封閉體系就是物理物件即各種基本粒子（物質）。

於是，我們有理由相信，正是高速運動的粒子比如電子，相對於量子空間產生了遮蔽效應，從而形成了封閉體系。

於是，我們產生出了一個新的問題，即電子在原子中是以何種運動方式來對外產生遮蔽效應的？

顯然，最為有效的遮蔽運動是電子在同一方向上的快速轉動，由此形成了原子的自旋。這一推論與粒子的波動性並不矛盾，電子是以波動的方式圍繞著原子核進行高速運動的。

反之，如果電子是完全無規運動的話，則原子不僅沒有了自旋，其因運動所產生的遮蔽效應也會大打折扣，從而使作為封閉體系的原子解體，還原為更基本的粒子。

由於所有的物體，在本質上都是封閉體系。因而，這些物體，和原子一樣，都是由更為基本的粒子在同一方向上的高速運動所形成的自旋體，從而獲得了穩定的存在。

自旋，是微觀粒子的一種“超能力”。

對它的具體成因，我們其實並不是很清楚，但目前已知的很多物理屬性都與自旋密切相關，比如能量，比如磁性。

早在1925年，有人就提出每一個基本粒子就像一個“旋轉的陀螺”。

這種描述雖然形象，但是如果你只是停留在字面上的理解，難免會有誤差。因為宏觀物質的旋轉，一般不是逆時針就是順時針，而且360度為一週，而微觀粒子自旋作為一種量子效應，不能簡單地如此來判斷。簡單來說，它可以同時既逆又順，可以是180度，也可以說720度為一週。

另外，基本粒子不僅會自旋，而且它們的旋轉速度還相當的快，就相當於一個冰上芭蕾舞演員，當她旋轉的時候，身體收縮地越緊，轉速就越快。

為了描述這種特性，物理學上引入了一個專有名詞叫做角動量。

角動量與線性動量一樣，可以描述一個物體的能量狀態。一個物體動量越大，就越難改變其運動狀態，也預示著它的能量越大。

角動量是針對於旋轉的線性動量來說的，因為旋轉不僅可以繞自身軸進行，還可以繞著一個外部遠距離的軸進行，就像月亮圍著地球轉一樣。而微粒子角動量可簡單理解為以其軸心而旋轉（當然這是個比喻，實際是描述空間旋轉的對稱性），同時，角動量有特定值。

我們熟悉的質子、電子這些粒子都具有內稟角動量。其最小值為普朗克常數h除以2π（h=6.62607015×10^（-34） J·s；圓周率π=3.14）。

光子的內稟角動量是h/2π，而玻色子的內稟角動量都是h/2π的整數倍；電子、質子、中子這些費米子，內稟角動量都是h/2π的1/2，或其奇數倍。

因為2π是一個數值，所以h/2π作為角動量的量度，普朗克常數h就是角動量的單位。所以說，角動量本身就代表著一種能量。

普朗克常數h，本來只是用來解釋熱輻射的光譜能量曲線，可以現在它卻成了一個宇宙基礎常數。

也正是由於普朗克常數足夠的小，宇宙才會如此穩定。如果這個常數再大一點的話，或許我們的宏觀世界，也會表現出微觀世界的各種奇異的量子現象。

所以說，對於一些腦洞比較大的科幻迷來說，想要在宏觀世界裡，呈現一些微觀世界才可能出現的運動狀態，其實很簡單，只要能把普朗克常數變大就行了。

但這在現實世界中，是無法做到的，因為作為一個常數，它的一大基本特質就是必須滿足恆定不變。

早在19世紀20年代，人們就意識到了移動的電荷能產生電流，進而產生磁場。一個帶電的小球，圍繞著一個穿過圓心的軸，旋轉的話就能產生電流，進而產生磁場。

而早期的內稟角動量理論的提出，實際上是為了解釋在實驗室中觀察到的原子具有內磁場的現象。也就是說，我們是先觀察到了磁場，再提出了基本粒子具有內稟角動量。

1932年，奧托·斯托恩和瓦爾特·格拉赫在實驗室裡，測試到了原子束與外部磁場的相互作用關係，從此發現了原子具有內在磁場。進而發現電子也具有內部磁場，這個磁場具有兩個數值，相當於電子同時包含南北兩極一樣。

這也能解釋，為什麼一些元素能夠吸收光或者反射光，正因為原子的內部存在著磁場，才能與是電磁波的光發生各種互動關係。

只不過最開始，人們認為這個磁場，是由於帶負電的電子圍繞帶正電的原子核旋轉造成的。而後來的一系列更加嚴謹的實驗證明了這個磁場，和電子圍繞原子核旋轉沒有任何關係，而是由於電子自身的原因造成的。

至此，科學界一直認為電子的內在磁場與它們的自旋有關。

但當時的人們，對於電子的運動，還處於經典物理的認知之下。在這種認知前提下，如果電子要形成測量到的內在磁場大小，那它的自轉速度必須是超過光速的。

如果是這樣，根據愛因斯坦的質能方程：E=mc²，計算的話，電子的質量將會大於質子的質量，這顯然是不合理的。

而真正揭示電子自旋現象本質的人是保羅·狄拉克。

1928年，在全面考慮到電子高速的運動實質後，狄拉克將描述高速運動的狹義相對論與薛定諤的波函式聯絡了起來，開創性地提出了描述電子運動狀態的狄拉克方程。同時也為建立量子電動力學打下了堅實的基礎。

在求解狄拉克方程時，人們發現電子有一個額外的“量子數”，其剛好對應著（1/2）h/2π的內稟角動量。這個“量子數”代表了電子的一種內稟屬性，類似於它的電荷和質量一樣。

而且瞭解基本粒子的內稟角動量，是理解元素週期表，化學反應以及固態物理學的核心關鍵。

也正因為如此，狄拉克曾說，在量子力學面前，化學已經不在是一門基礎科學，而是量子力學的“應用科學”，化學反應的一切變化過程都能在量子力學裡，找到最終的解釋。

總的來說，基本粒子的自旋與物質的各種基礎性質都有莫大的關係，如果沒有自旋，也就意味著沒有電磁力與能量。你可以現象一下，我們的世界沒有電磁力與能量，會是什麼後果。

就目前只是知道內旋是微觀粒子的自有屬性，但是微觀粒子為什麼會自旋，為什麼有的粒子自旋是1有的是二分之一還不是很清楚