【23】恩里科·费米（上）——量子力学与统计力学真正的融合：费米-狄拉克统计

1920 年代量子力学刚萌芽，经典统计却在电子面前 “失灵”：金属低温热容远低于理论预言，物理学家陷入困境。此时 25 岁的费米出手，将泡利不相容原理融入统计，1926 年提出费米 - 狄拉克统计 —— 半整数自旋粒子（如电子）必遵守 “一个量子态一个粒子”，低温时填满低能级，形成 “费米能级”。

这公式不仅让索末菲破解金属热容难题，更成天体物理钥匙：钱德拉塞卡靠它算出白矮星 “简并压力”，提出 “钱德拉塞卡极限”；如今手机 3 纳米芯片设计，仍要靠 “费米能级” 定导电核心。更巧的是，狄拉克同期独立推导，成就 “双星交汇” 的科学佳话。

清华物理系博士栾春阳（曾在《科普中国》《中国科普博览》等平台发表几十篇量子科普文章），将用 “电影院座位类比”“芯片里的能级密码”，拆解费米从少年天才到公式诞生的历程，带你看懂这一理论如何贯通微观电子、宏观恒星，成为现代科技的隐形基石。