泡利順磁性

每個電子都是一塊小磁鐵，有南北兩極，指向兩個方向之一——姑且叫它們「朝上」和「朝下」。把一塊金屬放進磁場裡，你大概會以為這些小磁鐵會齊刷刷地排好隊，給出強烈的回應。可它們大多不會，泡利順磁性講的正是：為什麼金屬裡的電子氣只作出微弱的回應。

緣由還是那條「不能共享」的規則。沒有磁場時，朝上和朝下的電子數目相等，而且一路堆疊到費米能。加上磁場，會讓其中一個方向在能量上略微「便宜」一點，但電子要翻轉，就必須找到一個朝向另一邊的空狀態——而它們幾乎都被佔滿了。只有費米能附近那薄薄一層能夠翻轉，所以金屬只獲得一點點、穩定的磁化。

它之所以重要，是因為它解開了一個久懸的謎：為什麼像鈉這樣的普通金屬磁性如此微弱，遠比你天真地數它那些電子小磁鐵所估計的要弱得多。要誠實地補一句：這只是自旋的貢獻。電子的軌道運動還會添上一份方向相反的小效應，而在鐵這類磁性金屬裡，則會換上一套截然不同、強大得多的物理來主導。