粒子自旋，是微观世界的一项非凡特性。
其确切成因，科学界尚未有明确解答，然而，许多粒子的物理性质，如能量和磁性等，皆与自旋有着紧密联系。
早在1925年，便有人将每个基本粒子比喻为一粒“旋转中的陀螺”。
尽管这一形象比喻颇为贴切，若仅字面上理解却易生误识。宏观物体旋转，无非逆顺时针方向，且一圈360度；微观粒子的自旋却是量子现象，不可作此简单解读。简言之，它既可逆又可顺，一圈或许180度，亦或以720度为周期。
更甚，基本粒子不仅自旋，转速更是惊人，似冰上芭蕾舞者，身体愈收紧，旋转愈快。
物理学中，为描绘这一属性，引入了“角动量”这一概念。
角动量与动量类似，可揭示物体的能量状态。物体动量愈大，其运动状态愈难更改，能量亦随之愈高。
旋转之动量，既涉及绕自身轴之动量，亦涉及绕远处轴之动量，如月绕地。微观粒子之角动量，可简化理解为绕轴旋转（尽管严格讲，应为描述空间之对称性），且角动量数值特定。
我们熟悉的质子、电子等粒子，皆具有内禀角动量，其最小值即为普朗克常数h除以2π。
光子内禀角动量为h/2π，玻色子则为整数倍；而费米子如电子、质子等，则为1/2或奇数倍。
以普朗克常数为单位，角动量本身便意味着一种能量。
原本，普朗克常数仅用于解釋热辐射之光谱能量分布，今却成宇宙基石之一。
正是普朗克常数之微小，赋予了宇宙之稳定性。如其略大一些，宏观世界亦或现微观世界之奇特量子现象。
对科幻爱好者而言，若要宏观世界呈现微观运动，似乎只需增大普朗克常数即可。
然而，在现实世界中，常数即为常数，恒定不变乃其本质属性。
自旋与磁性之间，亦有密切关联。
19世纪20年代，人们知晓电流生成与移动电荷相关，进而产生磁场。小带电球绕圆心轴旋转，便可生成电流和磁场。
早期内禀角动量理论之提出，实为解释实验室中观察到之原子内磁场现象。即，先见磁场，后推断基本粒子具有内禀角动量。
1932年，奥托·斯托恩与瓦尔特·格拉赫于实验室揭示了原子束与外磁场之相互作用，证实原子具有内在磁场，电子亦然，此磁场具两数值，犹如电子同时携带南北两极。
此现象亦解釋了元素吸收或反射光线之原因，原子内磁场与光波电磁场交互作用所致。
起初，人们以为磁场乃电子绕正电原子核旋转所致；后续严格实验揭示，磁场与电子绕核旋转无关，而与电子本身有关。
自此，科学界普遍认为电子内磁场与其自旋相关。
当时，人们尚处于经典物理认知阶段。以经典物理观之，电子若产生测量到的内在磁场，其自转速度须超越光速。
依爱因斯坦质能方程E=mc平方，如此，电子质量将超质子质量，显然不合理。
揭示电子自旋现象真谛者，乃保罗·狄拉克。
1928年，考虑电子高速运动后，狄拉克将狭义相对论与薛定谔波函数相结合，开创性提出描述电子运动之狄拉克方程，为量子电动力学奠定基础。
求解狄拉克方程时，人们发现电子具“量子数”，正对应内禀角动量（1/2）h/2π。此“量子数”为电子内在属性，如其电荷和质量。
了解基本粒子内禀角动量，为理解元素周期表、化学反应及固态物理学之关键所在。
因此，狄拉克有言，在量子力学时代，化学已非基础科学，而是量子力学一“应用科学”，所有化学反应变化皆可在量子力学中找到终极解答。
综观，基本粒子自旋与物质基础性质关系重大，无自旋，则无电磁力与能量。试想，若世界无电磁力与能量，后果不堪设想。