1925年的炎天，两位年青的研究生于伦贝克和古德斯米特，给出了一个让人无法理解的诠释，量子自旋。
于伦贝克和古德斯米特，此时的年数也就24岁摆布，在莱顿大学进修，他们的导师是保罗·埃伦费斯特，埃伦费斯特比爱因斯坦大了七八岁，和爱因斯坦的关系很是好。
这张照片是第六届索尔维会议的时辰，玻尔和爱因斯坦在埃伦费斯特的家中歇息，由埃伦费斯特拍摄的。
汗青有时真的布满了巧合，埃伦费斯特的教员是伟大的玻尔兹曼，玻尔兹曼在1906年自杀，他的学生埃伦费斯特在1933年枪杀了本身患有唐氏综合症的小儿子后，也选择了自杀。爱因斯坦得知后，哀思不已。
我们接着说，于伦贝克和古德斯米特，它俩得知泡利二值性的量子数今后，当即发生了一个设法，这个量子数会不会是电子在扭转。
我们知道电子在三维空间中可以上下、前后、摆布活动，这些分歧的活动体例称为电子的自由度，此刻原子模子中已有的三个量子数把这些自由度都描述完了。
独一可以或许想到的第四个量子数，是电子自身的扭转状况。他们把电子的扭转状况描述为，标的目的上扭转和标的目的下扭转，也就是电子在绕核活动的时辰，还沿着本身的轴在顺时针和逆时针扭转。
扭转的电子会发生磁矩，当与磁场感化的时辰，自旋分歧的电子就会和磁场呈现出不异和相反的摆列，导致两个电子的能态呈现轻细的差别，所以光谱线就发生了割裂。
这也诠释为何，原子的第一个壳层只有一个能态的轨道，却可以容纳两个电子，因为一个电子自旋标的目的上，一个自旋标的目的下，正好配当作了一对，两个电子自旋的磁矩也就彼此抵消了。
第二层、第三层也一样，每一个可能的轨道都可以容纳两个自旋偏向分歧的电子，这就是为什么每个壳层中的电子数量为2n?。
当然要具体地诠释电子在每个壳层中轨道的分布就比力复杂了，因为每个壳层中电子的轨道又分为S亚层、p亚层、和d亚层。这是大学要进修的内容，作为科普我们大要领会一下就行了，不要为难本身。
接着说，于伦贝克和古德斯米特随后又证实的电子的自旋取值为+1/2h把，和-1/2h把，这个值正好知足泡利所说的具有“二值性”的第四个量子数。
到了10月中旬的时辰，他俩就把本身的设法写当作了一篇简短的论文，交给了埃伦费斯特，埃伦费斯特拿禁绝，就给洛伦兹去了一封信，让给点建议。
洛伦兹是经典物理学的大佬，他把电子的自旋想当作了一个小球在扭转，一顿猛算， 成果发现如果电子真的在自旋，那么它概况的速度将跨越光速。
于伦贝克和古德斯米特一看，立马就慌了，竟然会超光速，赶紧找本身教员，想把论文要回来，这要发出去的确丢人现眼。
埃伦费斯特告诉他俩，他已经把论文寄给了某个期刊，抚慰他俩说：不要担忧，您们还年青，犯点错误没关系。
11月20日，论文就被刊了出来，玻尔、爱因斯坦、泡利都看到了电子自旋，爱因斯坦从一起头就撑持自旋的概念，他认为这存粹是量子概念，不克不及用经典物理学的扭转去诠释，所以也不存在超光速的问题。
玻而后来也起头撑持这个不雅点。唯独泡利一向在否决，因为他一向以来都很厌恶给原子模子中强加经典物理学的概念，好比把电子想当作一个实其实在的小球，给电子付与实其实在的轨道，此刻又说电子在自旋。
并且就在一年前，还因为这事怼过一个年青人，导致人家损掉了一个诺贝尔物理学奖。他叫科罗尼格，正好有段时候在玻尔研究所进修，其实是他最早提出了电子自旋的概念，并且计较的过程和后来于伦贝克的论文大致不异；
科罗尼格在筹办颁发他的设法的时辰，传闻泡利这几天就要来玻尔研究所，就想着等等吧，先让泡利看看他的文章，能不克不及给出点啥建议。
令科罗尼格没想到的是，泡利对自旋这一概念是连攻讦带冷笑，这让科罗尼格一下对本身掉去了决定信念，估量归去直接把论文给撕了。
这件事玻尔可以作证，因为他也传闻了科罗尼格有过自旋的设法，但一切都晚了。后来自旋被越来越多的人所接管，科罗尼格很是愤恚，玻尔也多次去信抚慰科罗尼格。
这也是为什么量子自旋这么大的发现，没有获得诺贝尔奖的原因，因为诺奖委员会从来不会把奖项颁布给有任何争议的发现。
这一切都怪泡利的嘴，此刻您应该知道为啥人们叫他：天主的鞭子。他能把诺贝尔奖说没了。不外后来，泡利为了填补本身的过掉，给科罗尼格供给了一份不错的工作，这是1927年的事了。
1945年，泡利因为不相容道理和在中微子方面的进献，获得了诺贝尔奖，晚年的泡利想起这件事，多次说到，他那时真的很愚蠢，对科罗尼格、于伦贝克和古德斯米特都感应很惭愧。
接下来我们就说下大师比力关心的问题？到底什么是自旋？电子是不是真的在绕轴扭转？
此刻我们知道，自旋是电子的内禀属性，就跟质量是电子的内禀属性一样，是与生俱来的性质。而自旋所带来的角动量以及磁矩也就当作为了电子的内禀属性。
这些属性不受外界的影响，好比，不管您把电子放在太空，仍是放在深海，把电子冷冻，仍是放在火里，自旋状况都不会发生改变。
就像您的性别，这是您与生俱来的内禀属性，不管何时，不管您在做什么，不管您处在什么位置，都不会改变您的性别。若是您非要抬杠，问我寺人是怎么来的，我只能说，在寺人的心里，他一向都认为本身是个汉子。
所以说电子的自旋，跟我们认为的扭转是有素质区此外。并且没有一小我能在本身的脑海中构思出电子自旋的图景。所以我也讲不清晰，电子的自旋是什么状况。
因为我们一想到自旋就会想到绕轴扭转的物体，好比地球。我们在描述电子自旋的时辰，也只能给大师这样举例子，所以就造当作了良多人的曲解，认为电子真的在扭转。
电子的自旋只能在数学上给出描述，我们说电子的自旋为1/2，也就是电子必需扭转两圈才能回到统一面，我们把自旋为半整数的粒子称为费米子，包罗质子、中子、电子、中微子、夸克。可以看出组成我们这个宿世界的粒子都是费米子，从命泡利不相容道理，这样才能有分歧的化学元素，原子才能占有必然的体积，宏不雅宿世界才有了大小。
我们把自旋为整数的粒子称为玻色子，本家儿如果传递各类力，包罗自旋为1的光子，扭转一圈今后能回到统一面，自旋为2的粒子，扭转半圈今后就能回到统一面。这些粒子不从命泡利不相容道理，可以在空间的统一位置无限的叠加。
所以电子自旋存粹就是量子特定，在经典物理学中没有对应物，是以我们不克不及对其进行可视化的描述，只能理解他的数学意义。
真正对电子自旋做出理论诠释的是，狄拉克1928年提出的相对论性的波动方程，这个方程考虑进了有自旋角动量的电子在做高速活动时的相对论效应。
而且从方程中可以直接推导出电子自旋的量子数，以及磁矩等等，这些内禀属性。这时电子的各类属性才有了坚实的理论根本，以前要不都是猜的，要不都是尝试做出来的。
所以我只能告诉您，电子没有自转轴，更没有绕轴扭转。他的自旋就跟质量一样，是他与生俱来的量子属性。
若是仍是不克不及理解，那就不要想了。您只需要知道，电子没有经典物理学中的自转。
看完今天的视频，旧量子论也就竣事了，您应该能感触感染到，旧量子论的一切都成立在经典物理学之上，我们无法从最根基的假设，颠末数学逻辑推导出，电子的行为。所以说旧量子论都是经验的产品，没有理论根本。
是以，我们需要一个新的力学，需要一个数学公式，来从最根本的假设推导出旧量子论中的一切。
这就是量子力学呈现的需要性，它的主要性，就跟牛顿方程在经典物理学中的地位一样。好了，今天的视频就到这里，下个视频我们将迎来德国的一位量子神童和他的矩阵力学。
