我们所知道的一切都是错的
你可能已经注意到，量子力学中的每个理论都很快就被推翻了。不太懂科学的人可能会对此感到不安，就好像科学家一直处在不确定的状态似的（有人对海森堡双关感兴趣吗？），但这是正常的情况。
科学家总是把一种想法发挥到极致，想看看它在什么时候失效，因为没有什么东西是不容置疑的，也没有什么事实是神圣不可侵犯的。对于某个观点，相信好过笃信，因为这样你更容易承认自己错了。尽管薛定谔方程很出色，但它也概莫能外。
在发表它的时候，薛定谔堂而皇之地忽略了电子的电荷，因为电荷恒定，不需要调整。然而，当电子靠近磁铁的时候，薛定谔方程就会失效。
磁与电荷之间的影响十分强烈。移动的磁铁可以使附近的导线产生电流，而一圈电流会在其周围形成磁场。因此，只描述电子而不考虑磁效应的方程是不完整的。
你让我团团转
我们将在第11章探讨电荷与磁的联系，现在简而言之就是，电子就像小条形磁铁一样，它的周围有磁场，一端是北极，另一端是南极。我喜欢想象电子中间插着小型鱼叉，用来表示磁场的指向。
环形导线中的电流可以产生磁场，所以我们假设单个电子也能以类似的方式产生磁性。电子必须像陀螺一样不停地旋转才能产生磁极。
遗憾的是，对于合适大小的磁场，在计算所需的电子半径时，我们得到的结果是比整个原子还大。所以，试图用绕轴旋转来解释电子的磁场显然是错的。
电子有磁性，一定是因为除了电荷之外还具有一些神秘的性质。但当我们意识到这一点时，所有人都已经在想象电子的旋转了，所以我们就沿用了这个名称，把这种神秘的性质称为“电子自旋”—尽管这个名称对理解这种性质毫无益处。它并不像字面意思那样指电子绕轴旋转，它只是我们用来表示电子磁性的一个词。
为了探究这种“自旋”性质的情况，德国人奥托·施特恩和瓦尔特·格拉赫决定测量粒子的自旋。他们的方法是向布满磁场的通道发射粒子，通道一端的磁场稍强，对粒子产生了合力（而不是两边抵消）。
当有磁性的粒子被轰向通道并且穿过磁场时，它应该偏转一定的角度，这取决于它当时“自旋”的程度。重申一次，“自旋”并不是字面意义上的粒子旋转，但无论自旋是什么，它应该有很多个不同的值，因此粒子往各个方向偏转。
有趣的是，施特恩和格拉赫发现粒子只往两个方向偏转。自旋（无论它是什么）大小总是相同的，但它的方向要么与磁场相同，要么与磁场相反。没有中间值。这意味着自旋和能量一样，是另一个量子化的性质。[1]
从这一点上来说，不再使用“自旋”这个词而改用“磁荷”之类的说法是合情合理的。但所有人都固执地选择“自旋”这个词，而且为了方便，施特恩和格拉赫称之为“上旋”和“下旋”，而不是顺时针和逆时针（关于自旋和磁性更详细的讨论，参阅附录Ⅰ）。
之后，物理学家沃尔夫冈·泡利对薛定谔方程进行了适当的修正，他把自旋的影响考虑在内，得到了泡利方程。
泡利不擅长做实验，他在这方面的名声甚至比海森堡还差，以至于他的同事把他进入房间时设备的自发故障称为“泡利效应”。但和海森堡一样，泡利也是出类拔萃的理论物理学家，他的方程是一个奇妙的修正。
当我们测量一个粒子时，薛定谔方程告诉我们它的可能位置，而泡利方程告诉我们它的可能自旋。我们对“波函数”的定义应该扩展到粒子可能具有的所有属性，包括自旋、能量、动量、位置、最喜欢的电影以及我们想知道的任何东西。
电子的选择
那么，我们使用施特恩-格拉赫通道，根据自旋把电子分为两束，一些电子上旋，另一些电子下旋，各占一半。现在，想象一束全部上旋的电子，让它们通过第二个通道。纯属娱乐。
