宇宙中的物质是由各种各样的基本粒子所组成的。这些基本粒子有各种不同的性质。有些是玻色子，有些是费米子。玻色子是传播力的粒子，而费米子是组成物质的粒子。但费米子也不仅仅只有一种，自然界还有各种各样的费米子。为了纪念他们的发现者，这些不同种类的费米子被称之为狄拉克费米子、外尔费米子、马约拉纳费米子，等等。大家熟知的电子、夸克都是有质量的狄拉克费米子。
以前大家认为中微子是无质量的外尔费米子，但中微子的质量被发现后，大家现在认为它有可能是有质量的狄拉克费米子，或者是有质量的马约拉纳费米子。到底是哪一种，这是目前高能粒子物理中的一个重大课题。
我们的宇宙十分丰富，但我们的材料更加丰富。同样的电子在不同的材料中，可以表现为各种各样不同的费米子。研究这些材料中被模拟的各种各样的费米子是目前凝聚态物理研究的一个前沿。请注意，在材料中模拟以上各种费米子的都是电子，电子只是在这些材料中的行为像以上的各种费米子。
为什么同样的电子，在不同的材料中会表现为不同的费米子？这是因为在我们这个量子世界中，电子有波粒二象性。当电子这个波在不同的晶格中传播时，其波动方程受到晶格的调制改变。由此导致的不同波动方程，就模拟了不同种类的费米子。
在这篇文章中，让我们接着《文小刚：世界多彩的起源》的故事，通过介绍一些相关的概念：内部自由度、自旋、狄拉克费米子、外尔费米子、马约拉纳费米子，等等，一起欣赏我们这个非常丰富的量子世界。