如何理解费曼的单电子宇宙假说
单电子宇宙理论，由约翰惠勒在1940年春天打给理查德费曼的电话中提出，该理论声称，所有的电子和正电子实际上是唯一一个电子在时间中前行并回溯的结果。这个想法的实质基于电子在世界线中的时空轨迹。惠勒认为，所有的电子可能是唯一一个电子在其自身时间线中在整个时间线里复杂循环所形成，而非每个电子都有它们自身的世界线。截取整个宇宙时间线的任一时刻，这个电子会因为自身时间线在宇宙时间线中循环而被截取很多次，并且全都是这个电子。在被截取的这个时刻，一半的世界线会在时间中向未来行进，另一半会在时间中向过去行进。惠勒说向过去行进的可能是电子的反物质，正电子。实际观测到的电子要远远多于正电子，理论上也是这么认为的。费曼提到，他和惠勒一起提出了这个看法。惠勒推测，可能有未被观测到的正电子隐藏在质子中。
如何理解费曼的“单电子宇宙”假说
这个假设是，宇宙中的所有电子，可以看做是一个电子在时空中运动的结果；并且这个电子在时间中既能“向前”也能“向后”移动。跟广泛流传的版本稍有区别的是，这里并没有说所有物质都是这个电子搞出来的。其实硬要说的话，比较严谨的版本应该是所有费米子都是一个在时空中来回运动的费米子（这里费米子仅指夸克和轻子，质子这种还有微观结构的就不直接算在里面了）搞出来的。这里“所有费米子”这个概念就比较好的涵盖了我们常规认识上的物质。（当然要是哪个物理意识好的同学说他已经习惯把光子胶子之类的玻色子也当做物质来看了……当我没说。）
这个猜想，基于以下的三个事实/猜想
1. 对于某种粒子（例如电子），任意两个个体是完全相同的（交换两个电子得到的新系统跟原系统在物理上完全等价。不过鉴于是费米子，波函数会多个负号）【毫无争议的事实】
2. 物质和反物质的量是一样的，或者差距在一个费米子之内【毫无实验根据的猜想】
3. 所有费米子可以用一个统一的场来描述，且从x运动到y的粒子等效于从y运动到x的反粒子，这里xy都是四维时空坐标【争议不大的事实】
首先看毫无争议的事实。这个……就是个事实……我们看到的世界碰巧是这样的。实际上，这个“宇宙中也就那么一个电子”的猜想常常被用来解释为什么每个电子都长得一样……
再说说猜想的部分。这里物质的“量”首先指数量。质量和能量之类的比较麻烦，就先不讨论了。这个猜想的必要性其实很好理解：如果一个粒子在时空中来来回回，对于任何一个时间，此时出现的向时间“前”“后”运动的粒子必然是一样多（或者只差一个）的。而根据第一个事实，这两种运动方式分别对应物质与反物质。当然啦，天文学上的观测表示，看到的反物质还是有点少。（为什么只能在宇宙里找反物质？请思考地球上要是反物质多了我们是怎么活下来的……）说点题外话，物质和反物质的量如果一样的话，会是一个非常让物理学家高兴的结论，因为它对称……（当然也因为可以让大爆炸之后的物质/反物质生成显得自然些之类的原因）
然后，重要的部分来了：为什么一个反粒子可以等价于一个在时空中反向移动的粒子呢？这个就要谈谈费曼的贡献了。（之前有人提到这个一个电子创造世界的猜想其实是Wheeler提的……如果这是事实，那费曼的冠名估计是因为费曼提出了这个等价性。）在这之前，我们先花三分（小）钟（时）学习一下量子场论。为什么需要量子场论？一个直接的答案是（看起来万能的）量子力学不能严谨的处理很多问题，例如粒子的产生/湮灭。然后就有人脑子一抽，搞了个二次量子化：于是粒子们就从淳朴的波函数变成了一个“场”里的激发态。这一套理论很漂亮，各种对称性都一眼就看得出来，粒子产生/湮灭也非常自然……但是计算起来很蛋疼。一个（并不）非常简单的例子就是传播子（propagator）。传播子的物理意义就是粒子（这里的粒子包括反物质粒子）在时空中一点x和另一点y间移动的概率（准确的说是probability amplitude来着？算了不抠细节了）。这个算起来还不算太难，但是结果很不好看：必须要分类讨论xy间时间上谁先谁后的两类情况，而这两种的算法（准确的说，计算时在动量空间中积分的路径）是不一样的。更麻烦的是，两种情况物理意义也不一样：如果x在y之前（这里指时间上），那么粒子从x运动到y；如果y在x之前，粒子从y运动到x。物理学家们表示很蛋疼，但是也没什么办法；毕竟这个问题是因果律所要求的。费曼也很蛋疼，但是他有（脑）办（洞）法（大）。（搜索Feynman propagator有真相）费曼一拍脑门，选了一条非常奇葩的积分路径，使得积分在两种情况下的表达式是一样的；并且这个玩意的形式对于交换两点坐标是对称的。这样子计算看起来容易了一点。有了传播子，该算点现实的东西了。散射截面是个永恒的课题；但是散射截面同样非常难直接算。再一次，费曼提供了一个好思路：画图。通过（一点也不）简单的数学推理，一个散射过程的微扰展开可以用一系列费曼图来表示。每一个图中每个内部顶点对应于一次相互作用。对于这些相互作用发生的时空坐标进行积分，就可以得到相应的概率振幅；积分的被积函数主要由这些顶点间的传播子组成。这差不多就是费曼图1.0版。听起来是不是很简单？（我并不这么认为。）但是实际操作起来就是另一回事了：由于粒子种类太多（反粒子也是要考虑的），再加上从一个顶点运动到另一个顶点必须要保证两点之间的时序正确，实际计算上可以说是依旧蛋疼。然后费曼又拍脑门了：反正我们的传播子从x到y和从y到x写出来的形式是一样的，那我不管怎么说先算一个x到y，如果时序错了我就说其实是y到x呗？但是这里有个大问题：一个电子从这个点跑到那个点和从那个点跑到这个点，电荷啊自旋啊什么的显然不太一样……然后费曼接着忽悠：那我不管怎么说先算一个电子从x到y，如果时序错了我就说其实是个正电子（似乎还需要是自旋相反的，不过这个也可以很容易满足）从y到x呗？（这个可以做到是因为粒子和反粒子的传播子形式是一样的。）这流氓的逻辑其实相当严谨，而且采用了这个思路之后一举解决了计算上处理反粒子和因果律的两大问题，计算大大简化，费曼图升级为2.0版——也就是我们今天还在用的这个版本。当然实际计算上基本是在动量空间里进行，这就是后话了。一句话总结起来，就是费曼（数学地）证明了反粒子和在时间中逆向运动的粒子是等价的。这个等价性，只要量子场论是正确的，就是正确的。（鉴于量子场论也只是个唯象理论，真正的物理规律还是否满足这个规律也不好说……不过确实很有可能是满足的，鉴于SM在不太高的能量下表现很好。）有了这个等价性，我们可不可以说反粒子“就是”在时间中逆向移动的粒子呢？其实是可以的……因为说白了这也就是个定义的问题；这个解释是自洽的，并且可以准确的解释现实，所以就可以用。这跟严格意义上其实不存在“力”这个东西但是我们用这个定义用的很舒服是一个道理。
最后提一句，这个理论看起来很厉害，但是也仅仅是看起来而已……它给了我们一个有趣的理解宇宙的思路，但并没有提供任何改造宇宙的思路，所以说，大家激动一下，就可以洗洗睡了。我感觉这个理论在物理学界并没有任何的冲击性……不过费曼关于反粒子等效于时间逆流的粒子的结论倒是相当优雅且富于实用价值。
如果把银河系缩小成为一个米粒大小，那么宇宙会有多大？
如果把银河系缩小成为一个米粒大小，那么宇宙会很大。银河系和可观测宇宙的大小，我们都用“光年”来表示，两者相差并不是特别大，银河系直径16万光年，可观测宇宙直径920亿光年，相差58万倍。目前的天文学，无法得知宇宙的真实大小，根据宇宙暴涨模型计算，我们的可观测宇宙直径为920亿光年。或许真实宇宙是可观测宇宙的10^25倍还要多，但是可观测宇宙之外发出的光，从宇宙诞生到现在（138亿年），还没有足够的时间到达地球。 在量子力学中，电子是点粒子，一般以电子云的形式在原子核周围运动；只有在经典力学中，我们才把电子看成球状粒子，它的经典直径为10^-15米。于是题目的假设，把银河系缩小到电子大小，那么我们可观测宇宙直径将缩小为5.8*10^-10米，大约是6个氢原子直径的大小，当然这只是可观测宇宙的范围。即便如此，在我们可观测宇宙中，也有超过一万亿个星系。 银河系和可观测宇宙之间的比较，还是容易接受的，但是银河系相对于我们地球的尺度，那就相差太大了，比如：银河系直径16万光年；地球直径1.27万公里；1光年=9.46*10^12公里；这时候把地球缩小到电子大小的话，银河系直径将缩小成0.12米，可观测宇宙将缩小到69公里；这个对比，就让我们更直观地看到地球、银河系和可观测宇宙间的大小关系。 如果银河系缩小到电子的尺度，那么在这种情况下，可观测宇宙的半径只有4.65×10^-13米，这大概是现实世界中氢原子半径的百分之一，或者质子半径的500倍。宇宙尚且如此大小，更不用说渺小到尘埃里的人类。
如果把银河系缩小到一个电子的大小的话，宇宙会有多大？
不要随便的拿宇宙与其他事物比较大小，也不要随便拿宇宙与其他事物比较时间，因为宇宙的定义就是包含一切，所有的一切都在宇宙的范畴内，宇宙无边无际，没有开始也没有结束。拿地球与宇宙比大小，宇宙是无穷大，那太阳系比宇宙还是无穷大，银河系也一样。 如何比较大小才有意义呢，用可视宇宙可以比较大小，目前认为可视宇宙的尺度是920亿光年左右，银河系是10万光年左右，也就是说可视宇宙的直径大约是银河系的92万倍，兵兵球直径按4厘米算，92万倍就是36.8公里。这个说法不正确，大家都知道沧海一粟，这个问题应该这样提，姒果把银河系缩小到‘夸克’大小。宇宙只有‘原子’大小，我们的宇宙世界是三维宇宙空间，那么请问十一维宇宙空间有多大呢，有多少呢？ 不得不承认人类倔强的探索欲，有了虫洞理论就想穿越，架上天眼就想找到外星人甚至上帝，一切都源于人类的弱小，一切都源于智慧的膨胀，一切都源于求生本能这个问题就好像你穿越到秦朝，拿着手机去问秦始皇，秦始皇会怎么回答？那么优秀的人都不知道，这是为什么？所以说人类还没到那一步，到了那一步，就像地球年龄是46亿年一样脱口而出了 要问银河系多大，现代科学可以给出肯定答案，十万光年！要问宇宙，这个就像“无限悖论”，你不问，我仿佛完全明白这是什么意思，你要求给出一个大小定义，世界上却没有人能做到把银河系缩小比作电子那样，宇宙到底是多大？答案是，不论缩小到什么程度，宇宙还是无法相比的，因为宇宙是无限极的。