先解釋一下電子自旋的定義:電子自旋或者自旋量子數是原子分子中電子的第四個量子數。而自旋則是基本粒子或者復合粒子以及原子核等所攜帶角動量的內在形式。
然后回答為什么會有自旋。原理上是角動量的內在形式,邏輯上是實驗結果的合理解釋。電子自旋角動量的存在是通過Stern-Gerlach實驗得出的結論。在實驗中觀察到銀原子在沒有軌道角動量的情況下具有兩種可能的離散角動量。而電子自旋的存在性可以從自旋統計理論和泡利不相容原理中推斷出來。
最后轉述一下之前聽過的一個觀點。大概的意思是:在研究類似量子力學范疇的問題時,我們不要去進行經典方式的可視化類比,想象成一種自己熟知的情況。反而用抽象的數學觀點來解釋這種問題會更加合理有效。就像人們想象不清楚四維空間一樣,用(x y z w)表示一個從三維空間(x y z)拓展過來的四維空間就容易理解得多。