泡利顺磁性

每个电子都是一块小磁铁，有南北两极，指向两个方向之一——姑且叫它们「朝上」和「朝下」。把一块金属放进磁场里，你大概会以为这些小磁铁会齐刷刷地排好队，给出强烈的响应。可它们大多不会，泡利顺磁性讲的正是：为什么金属里的电子气只作出微弱的响应。

缘由还是那条「不能共享」的规则。没有磁场时，朝上和朝下的电子数目相等，而且一路堆叠到费米能。加上磁场，会让其中一个方向在能量上略微「便宜」一点，但电子要翻转，就必须找到一个朝向另一边的空状态——而它们几乎都被占满了。只有费米能附近那薄薄一层能够翻转，所以金属只获得一点点、稳定的磁化。

它之所以重要，是因为它解开了一个久悬的谜：为什么像钠这样的普通金属磁性如此微弱，远比你天真地数它那些电子小磁铁所估计的要弱得多。要诚实地补一句：这只是自旋的贡献。电子的轨道运动还会添上一份方向相反的小效应，而在铁这类磁性金属里，则会换上一套截然不同、强大得多的物理来主导。