磁場中空間量子化的實驗證明
一束銀原子一分為二，證明量子世界只取離散的台階。
讓原子穿過一塊磁體，牠們不會散成一團模糊——而是落成兩個清晰的點。我們的日常世界，根本不這樣行事。
核心想法
每個原子，都能表現得像一根小小的條形磁鐵。讓一股原子流穿過一塊普通、均勻的磁場，什麼大事都不會發生。但若讓牠們穿過一塊巧妙地「偏心」的磁場——一邊強、一邊弱——每根小磁鐵就會被往側旁拉扯，拉扯的多少，取決於牠正指向哪個方向。
按古典物理，原子翻滾著指向四面八方，你會以為牠們該抹成一條模糊的帶子。然而斯特恩與革拉赫卻發現，束流乾淨俐落地裂成了兩個分開的點。原來，大自然只允許這些原子小磁鐵指向少數幾個被許可的方向，而絕不取那些「之間」的角度。這種「只有某些方向被允許」，正是物理學家所說的空間量子化——也是量子世界裡最奇異、最基本的事實之一。
它是如何誕生的
1921 年，當時在法蘭克福的奧托·斯特恩，提出用一束原子去檢驗年輕的量子理論中一個古怪的預言：磁場裡的原子，只能指向一些離散的方向。許多物理學家——起初連斯特恩自己——都半信半疑，料想這預言會落空、古典的那片模糊會取勝。
瓦爾特·革拉赫，接下了這樁苦差：一縷銀蒸氣，一塊特製的巨大磁體，以及一層淡到幾乎看不見的沉積。1922 年 2 月 8 日的夜裡，分裂終於顯現。（據那個著名的故事，銀的影像之所以變得夠黑、能被看見，靠的是斯特恩抽的劣質雪茄裡冒出的硫。）革拉赫給尼爾斯·波耳寄去一張兩個亮點的照片，附言道：「空間量子化的實驗證明。」
它為何重要
這裡出現了一樣你能用肉眼看見的東西——板上兩個點——而它在古典物理裡根本不可能發生。它把量子化，從理論家記帳的把戲，變成了一個堅硬的、可被拍下來的事實，關乎世界是如何造就的。而其中還摺疊著一條當時無人讀得懂的線索：束流之所以恰好裂成兩個、而非三個或五個，緣由是電子的自旋——一種要到三年後才被發現的性質。
一個可以想像的畫面
想像你把一百萬根旋轉著的指南針，扔過一道旁邊擺著磁體的門。常識會說，牠們該在遠處的牆上撞成一條模糊的條紋，因為牠們以各種可能的傾角旋轉著。然而牠們卻堆成了緊緊的兩簇——彷彿每根針都只被允許指向「上」或「下」，絕無之間。這看似不可能的結果，正是銀原子真正做出的事。
它的位置
普朗克與愛因斯坦已表明，光與能量以量子化的小塊出現；波耳則用一圈圈離散的軌道搭起了原子。斯特恩與革拉赫，把原子「朝向」本身的量子化，顯現在了一張感光板上。牠們看見的那一雙線——在烏倫貝克與古德斯米特的自旋（1925）、薛丁格的波動力學（1926）之後——成了量子測量的教科書入口；而同一個分子束的念頭，也長成了磁共振與 MRI 掃描儀。
Space quantization in a magnetic field has been proven as a fact.