全同粒子

全同粒子是同一種類的粒子，它們在每一項內稟性質上都根本相同——每個電子的質量、電荷和自旋都與其他任何電子完全一樣，每個光子、每個質子也是如此。它們沒有隱藏的編號、沒有刮痕、沒有任何能讓你把兩者區分開來的細微差別。在日常世界裡，即便是批量生產的硬幣，在顯微鏡下也各有不同；而在量子世界裡，這種相同是完美的。

這種完美的相同帶來了經典物理從未需要面對的後果。在經典力學中，原則上你可以把兩個檯球分別標為「甲」和「乙」，沿各自的軌跡一路跟隨，於是即使它們相撞之後，你仍然知道哪個是哪個。對全同量子粒子你做不到這一點：它們的波動本性彼此交疊，即便在原則上也無從繼續追蹤當初哪一個是「甲」。你寫下的標籤只是記帳，而非關於自然的事實。

正因為粒子無法被區分，交換其中兩個就必須讓每一項可測的預言都保持不變。這條樸素的要求內置於量子理論之中，結果卻出人意料地強大：它把所有粒子分成兩大家族——玻色子與費米子——並支撐起原子的結構、物質的穩定、金屬與恆星的行為，以及超冷氣體那些奇異的集體狀態。