反物质是神马
在许多人眼里，科学发现是一个不断创新和打破传统观念的过程。只有推翻旧理论，我们才能创造新理论。例如，世界上反动的学术权威普遍认为公羊不能下蛋，母鸡不能产奶。我们不相信邪恶，大胆地提出了公羊能下蛋、母鸡也能产奶的伟大假设，彻底推翻了束缚人们几万年的旧理论，为科学的快速发展指明了方向。
上述发现不是科学，而是幻觉。
那么，真正的科学发现，尤其是那些不可思议的发现，是如何形成的呢？例如，反物质或其他东西是最神奇的东西。当它遇到物质时，它会湮灭并变成高能辐射。这难道不是科学家在推翻传统材料理论后发现的吗？如果物质可以被逆转，还会有反能量、反空间、反时间、反宇宙吗？如果要澄清这个问题，必须从相对论开始。
反物质是相对论下的一个鸡蛋
说到爱因斯坦的相对论，每个人都太熟悉了。光速不变，时钟慢，孪生佯谬和未知的隧道地址是科学界的300首唐诗，这使人们“即使不会写诗也要唱歌”。此外，相对论的另一个主要贡献是发现了质量和能量守恒定律:
有了它，人们可以明白一切都是靠太阳生长的，太阳是靠广场照耀的。有了它，人们知道如何使用核能。1928年，狄拉克也正是在这种情况下发现了自然界中的反物质。
为什么质量和能量守恒定律能预测反物质？让我们先从一个简单的例子来理解它的含义。如果你还记得高中物理，你一定对牛顿力学中物体的动能公式有印象:
这里E_k是物体的动能，m是质量，v是速度。更一般地说，
其中p=mv是物体的动量。1926年，奥地利物理学家薛定谔将量子涨落的概念与后一种形式的能量表达式结合起来，发现了薛定谔方程——量子力学的量。从那时起，物理专业还有一门他们不能通过的课程。
等等，如果物理学如此简单，那么每个人都可以获得诺贝尔奖。事实上，我们在高中学到的公式是牛顿力学中唯一正确的动能表达式，而其他陈述中所谓的“能量”并不守恒。不受控制的能量就像“屠龙的艺术”。世界上没有龙，所以杀死龙是没有意义的。
在相对论力学中，动能、动量和(静态)质量之间的关系有些复杂。
我不知道你是否能看见它。与牛顿力学相比，这里的能量有一个额外的平方数，变成一个二次方程(其中C是光速)。如果你还记得第二天的数学，你会记得二次方程有两个解。移动上面的等式并平方它，得到能量的解，应该是正负2！能量怎么会是负的？恭喜你，你正在接近反物质！
像牛顿力学一样，上述公式中的能量定义是狭义相对论中唯一正确的守恒能量，不需要其他尝试。我们对mc square的常见表达是这个表达的简化版本。从1927年到1928年，英国物理学家狄拉克受到薛定谔方程的启发，也计划将这个能量公式应用到量子力学中，看看他能得到什么。这个想法极难实现，因为能量和动量是量子力学中的一堆微分算子。我们如何让运营商打开他们的根？狄拉克天才地打开了微分算子的根——如果你不接受它不妨试一试，保证眼泪从她脸上流下来——得到了相对论量子力学方程(或场方程)，是狄拉克方程。在狄拉克之前，一定有人想过用这种方式尝试，但光说是没有用的。只有想法不能算作科学发现。只有证据表明人们从未发现和支持他们自己的想法，或可以验证的结论，如方程，方程的解，现象的预测等。，可以算作科学发现。
狄拉克方程是一项伟大的科学发现。就像相对论能量方程一样，狄拉克方程也有正负能量解。那么，负面能量解决方案能像“屠龙”一样毫无意义吗？有些人可能会这么认为，但天才狄拉克有更奇妙的想法(包括奥本海默和威尔的贡献
结果，狄拉克方程做出了一个可验证的预测:自然界中存在电子反物质，其质量与电子相同，电荷与电子相反。1932年，美国物理学家卡尔·安德森在研究宇宙射线时发现了正电子的存在。因此，狄拉克和薛定谔分享了1933年诺贝尔物理学奖，安德森和他的合作者分享了1936年诺贝尔物理学奖。
云室中的正电子“轨迹”
随着量子场论的发展，人们从实验中发现了与各种基本粒子相对应的反物质——每一种都是一些已知基本粒子的“镜像”。除了相同的质量之外，其他的量子性质完全相反(一些粒子的反粒子本身)，所有这些都不是相对论量子场论方程所预测的。由于其局限性，“电子海”的物理解释逐渐不被人们所用，“负能量”的疑问可以用更完整的量子场论自洽地解释，这一点我们暂时还没有展示出来。
可以看出，根据相对论，反物质是一个鸡蛋。没有相对论，就没有相对论的狄拉克方程，也没有反物质的预测。除了相对论预言的其他现象已经被证实之外，量子场论预言的基本粒子，包括相应的反粒子，也已经被一一发现。最值得一提的是，在场论标准模型中，用不同方法对精细结构常数的实验测量之间的差异不到一亿
在相对论量子力学或更完整的量子场论中，有一点必须弄清楚:这个理论中有超光速现象吗？我们知道量子力学中有许多神奇的现象，如上帝的骰子、量子纠缠、隧道效应等。如果不可能再获得超光速，相对论会被毁灭吗？经过计算，物理学家发现其实没那么简单。
在量子场论中，粒子没有固定的轨道，它只能从一个位置“跳跃”到另一个位置。根据相对论，阳光到达地球需要八分钟。如果一个粒子是由太阳产生的，它在八分钟内“过渡”到地球的概率应该是0，或者它对地球的任何影响应该是0。如果不考虑反物质，物理学家的计算结果是，尽管影响很小，但它不是零，因此违反了相对论。然而，考虑到量子场中既有物质又有反物质，而且物质粒子和反物质粒子的类型是一一对应的，那么由这两者引起的“超光速”效应就正好抵消了，最终的结果将支持相对论。因此，相对论下的蛋最终孵化了相对论。完全自我一致。
然后有人可能会问，为什么量子场论必须支持相对论？我们不能互相交谈，找到每个母亲吗？除了量子场论来自相对论的自洽问题之外，它还涉及物理基本定律和涌现现象之间的关系。例如，《黑客帝国》中的近地天体可以在黑客帝国建造的世界里的云层中飞行，但从黑客帝国出来后就不能飞行了。这是因为矩阵世界是基于计算机0和1的逻辑运算。生成的世界可以通过由0和1组成的程序来构建，但是计算机和Neo本身受到物理基本定律的限制。同样，我们的宏观世界是由基本粒子组成的，许多宏观现象，如颜色、硬度、强度、思想、情感和生死，都是由基本粒子[相互作用产生的(这里的产生不同于矩阵的虚拟世界)，不一定是物理的基本定律。与经典物理相比，描述微观世界的量子物理定律更为基本。人们已经发现了反物质，并可以构建自洽的相对论量子场论，这表明至少在现阶段，相对论不仅可以描述宏观世界，而且可以描述基本量子世界。相对论是一种自洽的物理学基础理论。
相对论不能被“推翻”吗？
回到开始的问题，如果物质可以被逆转，是否也会有反能量、反空间、反时间和反宇宙？根据奥卡姆剃刀原理，答案是否定的，因为相对论方程没有这样的解。有些人会反对暗物质和暗能量不是相对论方程的解。宇宙学观察也支持它们的存在吗？事实上，目前的物理理论无法解释暗物质和暗能量的存在。因此，为了解释观察到的现象，我们必须修正现有的物理理论，其中可能包括相对论。然而，修改就是修改。在一定条件下，它必须回到相对论——正如在一定的近似条件下，狄拉克方程可以回到薛定谔方程，狭义相对论可以回到经典力学，广义相对论也可以回到牛顿引力。例如，当谈到黑洞蒸发造成的信息损失时，弦理论学家paochinsky说(见“黑洞出现并混合，它们迟早必须返回):”因此，量子引力是全息的，它的*度是非局部的，而(经典引力)时空局域性是生成的。“时空位置可以狭义地理解为信号不能超过光速，这正是他所说的。
简而言之，公羊不能下蛋，母鸡不能产奶，相对论不能被推翻，科学不是胡说八道。科学发现需要创新思维和打破传统观念。这确实是我们做得不够的一个领域。然而，并不是每一个打破传统的行为都是创新。作为成年人，我们必须首先找出整个故事，哪些是假设，哪些是事实，而不是编造故事，说鹿坐在一旁看天空找马。如果我们回顾一下每一项科学进步，特别是涉及到的每一方，我们会发现除了创新，还有更多的遗产。