現在能證明電子自旋存在的實驗有很多，但是歷史上比較經典的實驗有兩個，一個就是著名的斯特恩-蓋拉赫實驗，另一個就是反常塞曼效應。

斯特恩-蓋拉赫實驗是在量子力學發展過程中，催生自旋理論產生並發展的重要一步。簡單來說，這個實驗就是利用銀原子束在非均勻磁場中的分裂而證明了原子在磁場中的取向量子化。這種量子化就是由不同自旋所引起的磁矩不同所導致的。斯特恩-蓋拉赫實驗最初是在1921年進行的，斯特恩和蓋拉赫的實驗技巧之一就是在很小的線度內產生了不均勻的磁場。我們在電磁學中曾經學到過，一個帶有磁矩的研究物件在非均勻磁場中會受到力的作用，從而產生偏轉，偏轉的程度和磁矩大小有關。

按照我們一般的理解，可能並不能想象原子束在經過非均勻磁場時會分裂，但根據當時的量子力學理論，這一點其實是可以理解的。如果我們考慮電子的軌道角動量在磁場中所引起的磁矩，根據薛定諤方程得到的解，我們應該觀察到的空間量子化取向為奇數。這個學過一點量子力學的朋友一定有所瞭解。斯特恩-蓋拉赫實驗奇怪的地方就在於觀察到的空間量子化取向為偶數，這在當時的理論下是不能解釋的。

事實上，奇數個取向的實驗也是觀察到了的，比如基態氧原子觀察到了五個取向，鋅、鎘、汞、錫等原子只有一個取向，但是對於氫原子以及鋰、鈉、鉀、銅、銀、金等原子則觀察到了兩個取向。

直到後來自旋假設的提出並逐漸被主流學界認同，斯特恩-蓋拉赫實驗才完全被解釋清楚。

還有一個證明電子自旋存在的實驗就是反常塞曼效應。我們可能聽說過正常塞曼效應，正常塞曼效應是磁矩在磁場中引起的附加勢能所引起的能級分裂現象，對應在實驗上我們可以觀察到光源在磁場中的譜線分裂。但是在正常的塞曼效應中，分裂的譜線是一條分裂成三條，塞曼於1896年觀察到這個效應，很快由洛倫茲給出了理論解釋。在一年多以後，另一位科學家（普雷斯頓）在報告中說，很多實驗中觀察到的譜線分裂不止三個，間隔也不盡相同。這種特殊的現象就是反常塞曼效應。

反常塞曼效應困惑了人們近三十年之久。這其中還有一件趣事。泡利曾經回憶到，一位同事看見他在哥本哈根的街道上鬱鬱寡歡地遊蕩便問到，“您看起來不高興啊？”泡利說，因為我在思考反常塞曼效應，怎麼會高興得起來呢？

反常塞曼效應的最終解釋也是基於了電子自旋理論，電子自旋磁矩在磁場中引起了能級分裂，所以進而會觀察到更精細的譜線。

除了以上兩個實驗，還有一個能證明電子自旋存在的事實就是鹼金屬雙線的存在，這三個實驗一起，無可爭辯地證明了電子自旋假設的正確性。

可以說，電子自旋是量子論的核心理念。不過，量子論有一個自相矛盾的問題：一方面認為電子是沒有半徑的質點，一方面又說電子自旋而暗示著電子是有半徑的。

我還是直覺，玻爾的氫原子模型是量子力學的立論基礎，不過要做些補充：電子是一個剛性橢球體，平均的經典半徑為2.82e-15m，電子以光速自旋橢球型結構的自旋，必然導致進動或繞旋，不規則軌道的繞旋是原子光譜的根源。這也是所有費米子與天體的共性。

▲自旋/自轉與繞旋/公轉的本質是真空漩渦場

量子論的電子自旋，只是為了解釋原子譜線的精細結構、塞曼效應、或反常塞曼效應的一個很好的猜測。

量子論說，微觀粒子行為與宏觀天體行為截然不同。前者遵循不確定原理，後者則相反。這種說法，似乎牽強附會，沒什麼邏輯性。

▲不確定原理不可能正確解釋原子光譜機制

毫無疑問，解釋一個物理現象，有多種途徑。誰的更切合實際與邏輯，誰的就比較科學。以下是我的反思，異議海森堡的不確定原理。

▲自旋決定本性vs繞旋決定精細結構。

其一，電子自旋，不可能同時順旋又逆旋。原子譜線的精細結構與電子自旋沒有直接關係。電子沿著不同軌道的繞核運動，才是原子譜線的根源。

▲銀原子透過外加磁場的均勻性影響精細結構。

其三，電子自旋，因為轉動慣量的不均衡，必然伴隨著旋進或進動或繞旋。由於質子自旋內秉的正電荷磁場，庫倫力使得電子繞核運動。因此，電子的繞旋，既源於自旋本身的進動，又源於外加磁場。

其四，電子繞旋，相當於一個多頻率的電磁振盪諧振子，其震盪推壓原子內外空間固有無序的真空漩渦場，形成不同頻率的若干電磁波。

▲汞原子汽的精細結構涉及電子多軌道繞旋。

其五，根據卡西米爾效應，電磁波的本質，是核外電子與原子核之間電磁振盪推湧的真空漩渦場(介質或載體)。電磁振盪一週，即電子繞旋一圈，對應一簇真空漣漪，相當於一個電磁波波長，或一個耦合光子。

▲卡西米爾效應驗證真空漩渦場的存在。

其六，在斯特恩-蓋拉赫實驗中，被髮射的銀原子，其各能級的電子繞核運動，本來就產生不同頻率的電磁波，產生固有的原子光譜。

▲單光子雙縫干涉是真空漩渦場的疊加。

而此時各級電子經過並切割外加的不均勻磁場磁力線，凡正交切割的電磁感應在底屏上留下顯著斑紋，或有奇數或有偶數個。凡非正交的留下模糊斑紋，或顯示不出來。