全同粒子

全同粒子是同一种类的粒子，它们在每一项内禀性质上都根本相同——每个电子的质量、电荷和自旋都与其他任何电子完全一样，每个光子、每个质子也是如此。它们没有隐藏的编号、没有划痕、没有任何能让你把两者区分开来的细微差别。在日常世界里，即便是批量生产的硬币，在显微镜下也各有不同；而在量子世界里，这种相同是完美的。

这种完美的相同带来了经典物理从未需要面对的后果。在经典力学中，原则上你可以把两个台球分别标为「甲」和「乙」，沿各自的轨迹一路跟随，于是即使它们相撞之后，你仍然知道哪个是哪个。对全同量子粒子你做不到这一点：它们的波动本性彼此交叠，即便在原则上也无从继续追踪当初哪一个是「甲」。你写下的标签只是记账，而非关于自然的事实。

正因为粒子无法被区分，交换其中两个就必须让每一项可测的预言都保持不变。这条朴素的要求内置于量子理论之中，结果却出人意料地强大：它把所有粒子分成两大家族——玻色子与费米子——并支撑起原子的结构、物质的稳定、金属与恒星的行为，以及超冷气体那些奇异的集体状态。