討論完粒子的普適性，再來(lái)說(shuō)說(shuō)現(xiàn)在的認(rèn)知粒子 。現(xiàn)在只要提到粒子，反應(yīng)幾乎都是指具有靜止質(zhì)量的微觀物質(zhì)，如原子、質(zhì)子、中子、電子等 。大量實(shí)驗(yàn)證明，這些微觀物質(zhì)中的粒子是自旋的，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)不自旋的粒子 。我們對(duì)粒子自旋的理解也不例外 。我們需要把粒子的形成和它們的外部環(huán)境結(jié)合起來(lái)，而不是武斷地把自旋歸結(jié)于粒子的內(nèi)在屬性 。
粒子為什么會(huì)自旋？
粒子的自旋和平常我們見(jiàn)到的物體自轉(zhuǎn)、地球自轉(zhuǎn)這些可不是同一種物理機(jī)制，這在量子力學(xué)的教科書上是早就明確說(shuō)過(guò)的 。首先，宏觀物體自轉(zhuǎn)，比如說(shuō)地球的自轉(zhuǎn)吧，它的背后是角動(dòng)量守恒這一物理學(xué)定律，物理學(xué)上有一個(gè)很有威力的定理，是一個(gè)叫做諾特的女?dāng)?shù)學(xué)家證明的，所以叫做諾特定理 。諾特定理告訴我們，一個(gè)連續(xù)的對(duì)稱性背后一定會(huì)有一個(gè)相應(yīng)的守恒定律，
物理學(xué)家將這個(gè)定理應(yīng)用到我們的時(shí)空中，由空間平移對(duì)稱性得到動(dòng)量守恒；由時(shí)間平移對(duì)稱性得到能量守恒 。而相應(yīng)于空間轉(zhuǎn)動(dòng)的對(duì)稱性，也就是你說(shuō)的“自由實(shí)體”會(huì)自轉(zhuǎn)，并且在沒(méi)有外力作用下根本停不下來(lái)，這個(gè)對(duì)稱性背后相應(yīng)的定律就是角動(dòng)量守恒定律，但是微觀粒子的“自旋”并非是空間轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱性所導(dǎo)致的，它的來(lái)源是在狄拉克方程中 。
由于狄拉克方程是相對(duì)論性的方程，而在我們?nèi)》窍鄬?duì)論近似后得到的克萊因-高登方程中自旋的效應(yīng)就會(huì)被抹去，因此我們也說(shuō)粒子的自旋其實(shí)是一種相對(duì)論性效應(yīng)，其實(shí)關(guān)于粒子的自旋，有不少中國(guó)物理學(xué)家認(rèn)為這個(gè)名字起得并不恰當(dāng)，而更愛(ài)使用“spin”這個(gè)英文稱呼，原因就是“自旋”讓人聽(tīng)起來(lái)似乎是粒子在轉(zhuǎn)動(dòng) 。如果把自旋看作是粒子的經(jīng)典自轉(zhuǎn)，就會(huì)違背相對(duì)論，這是因?yàn)槟憧梢杂?jì)算電子的自旋線速度,計(jì)算過(guò)程如下:得到的答案超過(guò)了光速——這和狹義相對(duì)論是矛盾的，
為何粒子都有自旋？
【粒子為什么自旋,如果不自旋會(huì)怎么樣】謝謝@問(wèn)答邀請(qǐng)！首先要確定問(wèn)題里提到的粒子概念，在物質(zhì)世界里，應(yīng)該說(shuō)每一個(gè)個(gè)體，相對(duì)于其它物質(zhì)，都是一個(gè)粒子，大到日月星辰，小到現(xiàn)在還不能發(fā)現(xiàn)認(rèn)識(shí)的渺觀物質(zhì)顆粒 。按照這個(gè)定義，對(duì)照一下常見(jiàn)的人與其它動(dòng)植物，一個(gè)明顯的答案是有些物質(zhì)沒(méi)有自旋，其實(shí)這是偷換概念、或者說(shuō)是斷章取義，之所以說(shuō)比如足球在靜止?fàn)顟B(tài)下沒(méi)有自旋，那是把它與母體割裂開(kāi)來(lái)看的，就比如說(shuō)胎兒為什么不能獨(dú)立一樣 。
應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，當(dāng)一個(gè)物體沒(méi)有脫離母體控制時(shí)，它只是母體的一部分，這時(shí)的自旋特征是母體，而不是母體的一部分，所以說(shuō)足球不自旋是錯(cuò)誤，而足球所在的地球在自轉(zhuǎn)，討論過(guò)粒子的普遍性，然后再說(shuō)目前認(rèn)知上的粒子，現(xiàn)在只要提到粒子，反應(yīng)幾乎都是指原子、質(zhì)子、中子、電子等有靜質(zhì)量的微觀物質(zhì)，而這些微觀物質(zhì)里的粒子，大量實(shí)驗(yàn)證明，都在自旋，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)不自旋的粒子 。
為什么微觀粒子都存在自旋，如果不自旋會(huì)怎么樣？
對(duì)于一個(gè)人的行為，可以簡(jiǎn)單的用“他就是這么一個(gè)人”來(lái)解釋，也可以根據(jù)其生長(zhǎng)的家庭環(huán)境和大的社會(huì)背景來(lái)予以理解，實(shí)際上，不只是人，自然界中的任何物體都不是完全獨(dú)立和自由的，都會(huì)受到其存在的物理背景的影響與束縛 。比如，任何物體的運(yùn)動(dòng)速度都是不能超過(guò)光速的，因?yàn)楣馑偈橇孔涌臻g的傳播速度，我們對(duì)于粒子自旋的認(rèn)識(shí)也不例外，需要結(jié)合粒子的生成與其外部的環(huán)境來(lái)認(rèn)識(shí)，而不是武斷地將自旋歸結(jié)為粒子的內(nèi)在屬性 。
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