萬有理論的眾多嘗試
今天我想和大家分享一個你可能從未聽說過的萬有理論，它被稱為因果費米子系統。如果你關注科普新聞，可能會覺得每隔一天就有一個新的萬有理論被宣布，但幾乎所有這些理論最終都會消失，你再也不會聽到它們的消息。
在嚴肅的研究方法中，其實並沒有很多。弦理論是其中之一，對弦理論學家來說，這似乎就是全部了。然而，我不是弦理論學家，所以我會加上史蒂文·沃爾夫勒姆（Steven Wolfram）的超圖理論、格雷格·萊斯（Greg Les）的E8理論，有時我心情好的話，還會加上埃里克·溫斯坦（Eric Weinstein）的幾何統一理論，儘管據我所知，它不是一個量子理論，這不符合我的期望。
萬有理論的目標
我們所尋找的萬有理論應該在一個一致的框架內描述宇宙中的所有基本相互作用和所有粒子。許多物理學家希望，一旦我們成功實現這一點，我們也能從中得到暗物質和暗能量。但目前，我們有兩個主要的框架：粒子物理學的標準模型和廣義相對論。
標準模型描述了電磁力、強核力和弱核力。萬有理論應該將它們結合到一個單一的框架中。這意味著萬有理論還必須解決如何將廣義相對論與量子物理學相結合的問題，所以它必然包含一個量子引力理論。然而，反之則不一定成立。你可以找到一個量子引力的描述，但仍然將粒子物理學的標準模型放在一個單獨的框架中，這就不是一個萬有理論。例如，圈量子引力就是一個量子引力理論，但不是萬有理論，漸近安全引力也是如此。
標準模型中的費米子和玻色子
要理解因果費米子系統，我們首先要看看標準模型中有什麼。標準模型中的粒子要麼是費米子，要麼是玻色子。費米子是像電子或夸克這樣的粒子，它們有質量，自旋為1/2。玻色子是在費米子之間傳遞力的粒子。對於電磁力，那就是光子；對於強核力，那就是膠子；對於弱核力，我們有W和Z玻色子。
標準模型的美妙之處在於，你可以從費米子中得到玻色子。如果你知道費米子有守恆的電荷，比如大家都知道和喜歡的電荷，以及強核力的色荷和弱超荷等等。邏輯如下：為了使電荷守恆，你需要一個對稱性，為了使對稱性成立，你需要玻色子。所以具有守恆電荷的費米子需要這些玻色子，這就是標準模型的工作原理。
因果費米子系統
提出這個想法的菲利克斯·芬斯特（Felix Finster）並不是從時空開始，然後在其中放入粒子。他只是從費米子形式的物質開始。費米子形成了一種網絡，其中節點要麼被費米子佔據，要麼不被佔據，而鏈接是因果關係。他從標準模型的費米子開始，然後表明他也得到了玻色子，更重要的是，他得到了引力。
這不是一個從無到有推導出標準模型的理論。他從已經知道的費米子及其守恆電荷開始。我們知道標準模型的費米子需要與玻色子一起出現，所以這並不奇怪。令人驚訝的是他得到了引力，而這正是萬有理論所需要的。在我看來，原因是引力隱含在費米子之間的因果關係中。如果你想讓這些因果關係成立，你需要一個普遍的相互作用，它與所有的能量和質量耦合，並且守恆能量和質量。而只有一種方法可以做到這一點，那就是引力。這自然也給了你一種方法來排列費米子網絡中的所有這些節點，使它們近似於我們所習慣的整齊有序的時空。所以在這種方法中，時空實際上只是描述費米子如何相互作用的一種方式。
因果費米子系統的不足
我說芬斯特得到了引力，其實這並不完全正確。他只在弱場極限下得到了引力。到目前為止，他還沒有得到愛因斯坦的完整方程，因為我認為這只是完成弱場近似的一種方法。所以，他可能遲早會弄清楚這一點。
我認為芬斯特是對的，即從對因果關係的適度假設中可以得到廣義相對論。事實上，如果你仔細想想，這也是史蒂文·沃爾夫勒姆在他的超圖理論中所說的，我們在之前的視頻中談到過。超圖描述了因果關係，沒有基礎的時空，但因果關係的要求引入了一種普遍的力，而這只能是引力。
關於時空存在的思考
也許費米子的方法不是正確的道路，但我認為這是一個有趣的方法，值得更多的關注。我還發現有趣的是，引力隱含在因果結構中的想法似乎在不同的方法中獨立出現。這讓我覺得這其中有一些道理。它似乎強烈地表明，實際上時空並不存在，它們只是我們描述其他東西的一個完全關係網絡的方式。
對科學研究現狀的感慨
我看到過很多這樣的方法，它們似乎有一個我認為很有前途的核心真理，但實際上，通常只有一個人在推動這個想法，當那個人退休時，故事就結束了。他們說科學的進步是一個葬禮接一個葬禮地發生的。但有時我想知道，葬禮是否是我們沒有取得進步的原因。
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