交換相互作用

交換相互作用是全同粒子之間的一種有效影響，它純粹源自其波函數的對稱性，並不牽涉任何新的自然力。由於全同費米子必須由反對稱態描述，它們傾向於避免處在同一位置；由於全同玻色子居於對稱態，它們傾向於扎堆相聚。這種「粒子彼此靠近的幾率」的改變，移動了系統的能量，而這個移動表現得彷彿有一個力在起作用。

值得把它「是什麼、不是什麼」說清楚。並沒有一個額外的交換場在推搡粒子；那些尋常的力，比如電子之間的電斥力，都原封未動。交換對稱性所改變的，是粒子可能現身位置的空間圖樣，而既然能量依賴於這些距離，平均能量便算出不同的結果。人們常把它稱作交換力，那不過是對這種統計效應一種生動的簡稱。

儘管它是對稱性的一項記帳式後果，交換相互作用的物理影響卻極為深遠。它是磁鐵中的鐵、或指南針的磁針之所以具有磁性的首要原因：電子自旋之所以排列整齊，並非因為磁體直接拉扯它們，而是因為交換相互作用使自旋對齊在能量上更為有利。同樣的效應支配著分子中的成鍵，以及眾多材料的磁性有序。