如果沒有自旋，世界會是什麼樣？

02-10

今天物理口試被問的一個題，想看看大家會怎麼答

大概出題人對自旋的理解過於狹隘

問題的含義不是很明確，我理解的是：如果目前人類已經探索過的尺度（能標）範圍內的自然規律可以由標量場（或贗標量場）的相對論性量子場論加上經典廣義相對論所描述，世界會是什麼樣子？（暫時不考慮引力的量子版本中的引力子自旋為2因而也被「禁止」存在的情況。）

嗯，別的我不知道，假設（純粹是假設）這樣的世界能發展出會搞理論物理的智能生命，這些生命一定會問：洛倫茲群明明允許各種自旋量子數，為什麼基本粒子都是自旋為0的呢？

事實上，在Higgs粒子被發現之前，我們這個世界的理論物理學家就問過類似的問題：為什麼自旋為1/2和自旋為1的基本粒子這麼多，自旋為0的基本粒子一直沒找到呢？當然現在找到了，所以改成問：那麼自旋3/2的基本粒子呢？嗯，一定有超對稱！

謝邀，只是這題目好怪，既然加了量子力學的標籤，我假設說的是微觀粒子的自旋。

可是微觀粒子本身並不自旋啊。是因為有磁矩所以假想存在一個自旋。所以這個假想的自旋存不存在無所謂。這個層面來講，世界沒有變化。

但是如果說磁矩不存在的話，那麼問題就大了。泡利不相容原理的一個結論每個電子能級上只能存在兩個自旋相反的電子就不對了，就只能存在一個電子。整個化學體系就此崩潰。。。

從面試的角度講，這個問題應該是想考察答題人對自旋理解到底有多深入吧。我的思路大概是拋出以下三個問題並給出自己猜測的答案：

1.什麼叫沒有自旋？

到底是所有粒子都是0自旋，還是自旋這個概念不存在？

到底是基本粒子沒有自旋，還是所有粒子都沒有自旋？

2.自旋直接導致的後果有哪些？

比如自旋統計定理，各類帶電粒子的磁矩，原子能級，原子軌道。這些東西都必須改寫。

3.為什麼會沒有自旋？

自旋是洛倫茲群的表示，沒有了自旋到底是因為洛倫茲群出了問題呢，還是自然界只喜歡其中某一個表示呢？

客觀來講這個題出的比較民科，不過揣測完出題人的意圖就可以開始你的表演了，畢竟是面試，管他呢。

第一反應是磁，第二反應是化學鍵，第三反應是含時薛定諤方程不成立……影響大了去了。需要重新定義時空。

沒有自旋，所以沒有這個世界，所以就沒有這道題

這問題還蠻有意思的（和我現在做的東西也有點聯繫）。樓上說的顯然並不正確，自旋不是什麼神聖不可侵犯的假設，而是可以由Lorenz對稱性嚴格給出的。

首先，自旋是時空對稱性的結果，當然也必須是一種量子效應。在3＋1維時空中，自旋是角動量算符作用於旋量場的本徵值，確切說，是作用於單粒子態的本徵值，詳細過程見Peskin Schroeder 3.5，我就懶得推了。

然後，在低維時空中，起碼1＋1維是沒有自旋的，因為SO(1+1)的生成元顯然只剩boost了。。。這事情詳見shifman的advanced topics in quantum field theory。

我不是學物理的。

但是，我覺得這個問題真的觸碰到世界的本質了。

我對於物理裡面的旋轉一直很好奇。

在中國文化里，右旋和左旋是不同的。記得右旋是打開是發散；左旋是下沉是收縮。

這就是太極拳的運氣收發為什麼要注意左旋右旋的區別。

辣椒籽怎麼打好吃呢？先左旋打開味道，後右旋收斂味道。順時針攪拌和逆時針攪拌看起來一樣，但是因為旋轉方向的順序和區別會導致味道不同。

道家的金木水火土都有各種旋的道理在裡面。

人頭上的旋兒。。

星系的左旋右旋。

佛家的萬字。

沒有自旋，就否認了氣，就沒有世界吧。

希望物理能早日揭露道家的秘密啊。