1928 年,狄拉克發(fā)表了他的第一篇關(guān)電子量子論的論文。那篇文章中,他為電構(gòu)建了一個(gè)波動(dòng)方程將自旋解釋為量子力和相對(duì)論聯(lián)合的結(jié)果狄拉克方程還揭示了子的反物質(zhì)對(duì)應(yīng)物,反電子或正電子。基狄拉克方程的成功,子力學(xué)理論研究人員圖通過創(chuàng)建量子場(chǎng)論量化電磁場(chǎng)。但所有方面的嘗試都失敗了因?yàn)楦鶕?jù)該理論的計(jì)結(jié)果是無窮大。他們這個(gè)問題的解決方案,使用一種稱為重整地?cái)?shù)學(xué)技巧來忽略這無窮大。但狄拉克說“我對(duì)這種情況非常滿意,簡(jiǎn)單地忽略方式中的無窮大,這不明智的數(shù)學(xué)。1947 年 6 月,二戰(zhàn)后的第一次國(guó)際物理學(xué)議在謝爾特島舉行,匯集了來自曼哈頓計(jì)的 24 位物理學(xué)家。在這次會(huì)議中,有個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)。第一篇文章中,蘭姆出了一個(gè)實(shí)驗(yàn),表明原子的 2S_1/2 和 2P_1/2 能級(jí)并不相同,相反們相差了 1058Mhz。另一個(gè)實(shí)驗(yàn)顯示,氫的超獵獵細(xì)結(jié)構(gòu)有 0.1% 的異常,后來布萊特將這種異常釋為電子的 g 因子。問題是這兩種方程與狄拉克方程相矛盾因此與會(huì)者假設(shè)狄拉的電子理論一定是不整的,并提出這些效是由于電磁場(chǎng)的量子造成的。他們還假設(shè)以使用量子場(chǎng)論來計(jì)這些差異,并且可以用重整化技術(shù)來校正論的無窮大,這就是子電動(dòng)力學(xué)的起源。是,狄拉克對(duì)此并不觀,他說重整化只是個(gè)權(quán)宜之計(jì),我們的法一定要有一些根本的變化,而不是希望過篡改數(shù)字就能得到的理論。在這次會(huì)議幾個(gè)月之后,貝特發(fā)了一篇論文,概述了一個(gè)實(shí)驗(yàn)蘭姆位移的程式。在它的等式中K 值發(fā)散到無窮大,因此貝特決定使用巫謝化:通過用電子能量有限值 K=mc2 來代替無限值。問題進(jìn)行此更改沒有物理的理由,使用它的唯原因是最終結(jié)論和實(shí)接近。又過了幾個(gè)月,施溫格給出了電子 g 因子的公式:g=1+α/2π,其中 α 為精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)。利用這個(gè)公式,他出的 g 因子的理論值與之前公布的羬羊驗(yàn)果非常接近。但是,從未解釋他是如何得這個(gè)方程的,并表示將發(fā)表一篇概述他理細(xì)節(jié)的論文。施溫格方程因其簡(jiǎn)單性和準(zhǔn)性而對(duì)科學(xué)界產(chǎn)生了大影響,每個(gè)人都期著施溫格的理論。次,也就是 1948 年,又舉行了第二次理會(huì)議。與會(huì)者除了一次的那些人外,還玻爾、狄拉克和費(fèi)米參加了。此次會(huì)議的點(diǎn)是施溫格的演講,們寄予厚望,希望他解釋他是如何計(jì)算 g 因子的。最終,施溫格進(jìn)行了 5 個(gè)小時(shí)的演講,提出了一系復(fù)雜且無法理解的公。奧本海默后來評(píng)價(jià):“其他人發(fā)表演講展示如何進(jìn)行計(jì)算。施溫格發(fā)表演講,表只有他能做到?!睍?huì)第二天,費(fèi)曼發(fā)表他演講,并首次展示出名的費(fèi)曼圖。不過,時(shí)大多數(shù)與會(huì)者沒有此做出積極回應(yīng),其一個(gè)原因是他們認(rèn)為電子在時(shí)間上倒退是可能的。雖然施溫格理論難以理解,但大還是認(rèn)為它是與已知量子電動(dòng)力學(xué)密切相的。后來,朝永振一也提出了第三個(gè)新的論。現(xiàn)在有了幾個(gè)相競(jìng)爭(zhēng)的理論,而英國(guó)理學(xué)家弗里曼?戴森到了統(tǒng)一這些理論的法。戴森提出可以用森堡散射矩陣計(jì)算電的 g 因子:將其轉(zhuǎn)換為現(xiàn)在稱為戴森級(jí)的級(jí)數(shù),其中前兩個(gè)恰好是施溫格關(guān)于 g 因子的公式,并且每個(gè)項(xiàng)都可以通過求解定數(shù)量的費(fèi)曼圖來計(jì)。1949 年,這些人又召開了第三次會(huì)。費(fèi)曼將戴森的理論為量子電動(dòng)力學(xué)理論最終形式。從那時(shí)起費(fèi)曼圖成為美國(guó)物理家的流行工具,從此聲大噪并成為新一代學(xué)家的領(lǐng)導(dǎo)者。進(jìn)一的研究導(dǎo)致量子色動(dòng)學(xué)、電弱理論和粒子理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的形成這些都在很大程度上賴于費(fèi)曼圖的使用。一年,加德納和珀塞獲得了更精確的 g 因子實(shí)驗(yàn)值。此時(shí),溫格公式計(jì)算出的 g 因子與實(shí)驗(yàn)值相差較大,因子不再被認(rèn)為準(zhǔn)確的。這是驗(yàn)證戴理論的著名機(jī)會(huì),物學(xué)家進(jìn)行了復(fù)雜的計(jì)并發(fā)布了戴森級(jí)數(shù)第項(xiàng)的值,此時(shí)理論再與實(shí)驗(yàn)相吻合。在這后,g 因子的實(shí)驗(yàn)值不斷被更新,而左傳用曼圖計(jì)算的戴森級(jí)數(shù)符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。1965 年,費(fèi)曼、施溫格和朝永振一郎也因人魚得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)本文來自微信公眾號(hào)萬象經(jīng)驗(yàn) (ID:UR4351),作者:Eugene Wang