包立不相容原理

包立不相容原理指出：沒有兩個全同費米子能在同一時刻佔據同一個量子態。對原子中的電子而言，這意味著沒有兩個電子能共享同一整套量子數；每個電子都必須在至少一項上有別於其他所有電子——它的能級、軌道形狀、取向，或者自旋方向。沃夫岡·包立於一九二五年提出這條規則，用以解釋原子光譜的結構。

儘管它常被表述為一條簡單的禁令，這條原理其實是費米子波函數反對稱性的推論。當兩個費米子被置於同一個狀態時，交換它們必須翻轉波函數的符號，然而交換處於同一狀態的相同事物本應什麼都不改變——而唯一等於自己負值的數是零。於是那個被禁組態的波函數處處為零，這正是理論用以表明「它永不發生」的方式。

這條單一規則的影響之大，難以言盡。它使電子層層堆入殼層，而非全部塌入最低能級，因而也使每種元素擁有各自的化學性質、使元素週期表呈現如今的形狀。它使固體抗拒被壓縮為無、使金屬以其特有的方式導電、使將亡的恆星能夠撐住自身以抵禦引力。物質世界那井然有序的多樣性，正建立在這條禁令之上。