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正电子是一种反物质。反物质粒子与其所对应的物质粒子的质量、寿命、自旋相等，然而其电荷却恰好相反，反物质的存在最早是狄拉克所预言的。1932 年，卡尔·安德森在宇宙射线中发现了正电子，验证了狄拉克的猜测。

今天，物理学家从另外的角度来理解反物质，因为对于狄拉克方程来说，如果我们在将时间的方向进行逆转的同时，还将电子电荷反号，方程依然可以成立，费曼最先意识到了这一点，因此，沿着时间轴顺着走的电子，等同于一个沿着时间轴倒着走的反电子，这其实也反映出某种对称性。在现代的量子场论中，不管是正物质粒子还是反物质粒子都被看成是实际存在的粒子，只是把时间的方向反过来，例如在费曼图上，我们用与时间方向相同的箭头代表正费米子，与时间方向相反的箭头表示反费米子。

费曼本人因而提出了一个浪漫而著名的说法，这提供另一种理解宇宙的有趣思路。在费曼的这种「单电子宇宙」的假说中，整个宇宙本来就只有一个电子，我们所见到的物质（也包括反物质）世界不过都是这个电子，它从大爆炸开始，沿着时间轴正向前进，而直到宇宙末日，又沿着时间轴逆转回去，作为反物质在时间里逆行直至宇宙诞生之初。

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