大统一理论(grand unified theories，GUTs)，简称GUT，又称为万物之理，由于微观粒子之间仅存在四种相互作用力，万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。理论上宇宙间所有现象都可以用这四种作用力来解释。通过进一步研究四种作用力之间联系与统一，寻找能统一说明四种相互作用力的理论或模型称为大统一理论。

这一理论最初源于电磁的研究，麦克斯韦研究证明它们是电磁现象的同一种基本相互作用的两个方面，可以用同一组方程式加以描述。到20世纪中叶前，这一描述又改进到包括了量子力学效应，并以量子电动力学(QED)形式出现。

需要指出，统一理论尚未得到最后验证，而且霍金在《时间简史》中也指出，也许会发现大统一理论。但这个大统一理论并不是爱因斯坦最初想的大统一理论，因为不可能通过一个简单美妙的公式来描述和预测宇宙中的每一件事情，毕竟宇宙是确定性和不确定性相互统一。

暗物质实现大统一

经典物理学被认为无法解释高速物理现象和微观世界物理现象。采用暗物质完全统一了经典物理和现代物理。研究发现暗物质是连接宏观世界与微观世界的纽带，也是低速物理通向高速物理的桥梁，更是跨越经典物理与现代物理巨大鸿沟的有效工具；并且暗物质的研究将成为探寻物理学本质与宇宙奥秘的钥匙。

麦克斯韦用被誉为有史以来最美公式完美地统一了电和磁，预言光是一种电磁波，并精准地预测了电偶极子。赫兹用实验完美地验证了电偶极子，这表明所有的空间里都含有电偶极子。电偶极子的两极只能是质量相等、电荷相等，否则会反射电磁波而可见，正反粒子偶极子是电偶极子的唯一选择。

首先解决了暗物质是什么的问题。给出了暗物质存在证据，明确暗物质特性，论断得到暗物质内部结构，建立了暗物质正反粒子偶极子模型。一个暗物质粒子中包含一对正反粒子，即暗物质粒子是正反粒子偶极子，而暗物质的主要成分是电子偶极子。目前普遍认为电子对结合成为电子偶素是不稳定的，但实际上，电子偶素仅仅是电子对合并为电子偶极子的中间过程。电子对和质子对分别结合都释放出一对“光子”。由于质子质量是电子质量的1836倍，如质量均转化为能量，那么静止质子对结合产生能量应为电子对结合释放能量的1836倍（如电子对、质子对的各自碰撞有初始速度，在对比中均减掉初始动能），但实际上电子对、质子对的各自结合释放出相同数量级的能量，这表明电子对、质子对释放能量，结合为能量更低的、稳定的正反粒子偶极子，释放能量是电势能转化为电磁能，而不是质量都转化为能量。在一定条件下，正反粒子偶极子和正反粒子对可以相互转化，即暗物质和可见物质可以相互转化。一个正反粒子偶极子内含有一对正反粒子，正反粒子偶极子间存在瞬时库伦力、瞬时洛伦兹力、瞬时取向力和瞬时诱导力，总体上吸引力和推斥力相互平衡。电磁波无法探测到暗物质的原因并不是暗物质不参与电磁作用，而是暗物质是电磁波的传媒物质，只能传递而无法反射电磁波是暗物质“暗”的根本原因，但可通过电磁波速度变化和方向偏折探测暗物质的密度变化。引力透镜效应是暗物质参与电磁作用的有力证据。

其次，解决了什么是场的问题。采用暗物质正反粒子偶极子模型对各种场的性质与产生机理进行系统论述。电场、磁场、电磁波和引力场分别由正反粒子偶极子规律极化、定向偏转、诱导震荡和密度变化形成，实现暗物质与各种场物质合理统一。实际上，正反粒子偶极子是量子场论中场的基态，而采用不同方法分解出的正反粒子对是场的激发态。没有可见物质影响时，正反粒子偶极子本身不能形成场。当受到外界物质影响时，产生不同的势能，并形成各种场，即各种场是正反粒子偶极子的不同势能。正反粒子偶极子因为电荷存在而极化，进而产生电势能，并形成电场。正反粒子偶极子因为电流或磁性物质存在而轨道偏转，进而产生磁势能，并形成磁场。正反粒子偶极子因为可见物质密度提高，进而产生引力势能，并形成引力场。引力始终指向正反粒子偶极子密度升高的方向是可见物间只存在引力而不存在斥力的基本原因。正反粒子偶极子无处不在的存在以及可见物质致使正反粒子偶极子密度梯度变化是引力场及其超距传递的物质原因。当各种场变化时，存在着动能和势能的转化过程，在变化的过程中会以波的形式传递能量，正反粒子偶极子密度变化会传递引力波；引力波是正反粒子偶极子疏密变化而传递的纵波，并不是与电磁波类似的且具有偏振态的横波。引力波并不是所预测的面波，而是一种能量衰减极快的体波，这是引力波极难直接探测的根本原因。而电场和磁场的变化会传递电磁波。正反粒子偶极子本身也具有内能，正反粒子偶极子粒子不断地进行热运动，这种热运动会通过一定的电磁波进行能量交换。宇宙微波背景辐射是正反粒子偶极子的热运动，是唯一不能屏蔽的电磁波。

另外，解决了什么是量子力学本质的问题。微观粒子运动比灰尘在空中的随机飘散运动还要复杂，微观粒子与正反粒子偶极子的时时刻刻、无处不在地相互作用无法准确计算，描述微观粒子运动状态只能采用概率统计，这是量子力学随机性的根本原因。单个粒子不具有波动性，且完全符合宏观物质的运动规律；所观测到的光学干涉、衍射现象是正反粒子偶极子相互诱导震荡产生的。微观粒子与宏观物质的概率事件没有任何本质区别，在发生前，微观粒子的运动只能用空间概率函数描述其运动规律，一旦发生后，就像骰子落地停止一样，微观粒子的空间概率模型就变成单次确定性的事件。不论宏观概率事件，还是微观粒子的空间概率分布，总体上均符合概率函数规律；一旦单次概率事件揭晓，无数次的概率模型坍缩成单次的确定事件。波函数坍缩本质上是描述一个整体概率事件发生前的预测及其单次概率发生后的确定状态。任何物体都无时不刻、无处不在地通过诱导震荡与正反粒子偶极子相互作用并交换能量，这是任何物体都具有不断吸收和发出电磁波而产生热辐射的本质原因。

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