交换相互作用

交换相互作用是全同粒子之间的一种有效影响，它纯粹源自其波函数的对称性，并不牵涉任何新的自然力。由于全同费米子必须由反对称态描述，它们倾向于避免处在同一位置；由于全同玻色子居于对称态，它们倾向于扎堆相聚。这种「粒子彼此靠近的几率」的改变，移动了系统的能量，而这个移动表现得仿佛有一个力在起作用。

值得把它「是什么、不是什么」说清楚。并没有一个额外的交换场在推搡粒子；那些寻常的力，比如电子之间的电斥力，都原封未动。交换对称性所改变的，是粒子可能现身位置的空间图样，而既然能量依赖于这些距离，平均能量便算出不同的结果。人们常把它称作交换力，那不过是对这种统计效应一种生动的简称。

尽管它是对称性的一项记账式后果，交换相互作用的物理影响却极为深远。它是磁铁中的铁、或指南针的磁针之所以具有磁性的首要原因：电子自旋之所以排列整齐，并非因为磁体直接拉扯它们，而是因为交换相互作用使自旋对齐在能量上更为有利。同样的效应支配着分子中的成键，以及众多材料的磁性有序。