1928 年，狄拉克發(fā)表了他的第一篇關(guān)于電子量子論論文。在那篇文章中，他為子構(gòu)建了一個波動方程，將旋解釋為量子力學(xué)和相對論合的結(jié)果。狄拉克方程還揭了電子的反物質(zhì)對應(yīng)物，即電子或正電子?；诘依?程的成功，量子力學(xué)理論研人員試圖通過創(chuàng)建量子場論量化電磁場。但所有這方面嘗試都失敗了，因?yàn)楦鶕?jù)該論的計算結(jié)果是無窮大。他對這個問題的解決方案是，用一種稱為重整化地數(shù)學(xué)技來忽略這些無窮大。但狄拉說：“我對這種情況非常不意，簡單地忽略方程式中的窮大，這不是明智的數(shù)學(xué)。1947 年 6 月，二戰(zhàn)后的第一次國際物理學(xué)會議在爾特島舉行，它匯集了來自哈頓計劃的 24 位物理學(xué)家。在這次會議中，有兩個要的實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)。在第一篇文中，蘭姆提出了一個實(shí)驗(yàn)，明氫原子的 2S_1/2 和 2P_1/2 能級并不相同，相反它們相差了 1058Mhz。另一個實(shí)驗(yàn)顯示，氫的超精細(xì)結(jié)構(gòu)有 0.1% 的異常，后來布萊特將這種異常解釋為電子的 g 因子。問題是這兩種方程都與拉克方程相矛盾，因此與會假設(shè)狄拉克的電子理論一定不完整的，并提出這些效應(yīng)由于電磁場的量子化造成的他們還假設(shè)可以使用量子場來計算這些差異，并且可以用重整化技術(shù)來校正理論的窮大，這就是量子電動力學(xué)起源。但是，狄拉克對此并樂觀，他說重整化只是一個宜之計，我們的想法一定要一些根本性的變化，而不是望通過篡改數(shù)字就能得到好理論。在這次會議的幾個月后，貝特發(fā)表了一篇論文，述了第一個實(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，因此貝特決使用重整化：通過用電子能的有限值 K=mc2 來代替無限值。問題是進(jìn)行此更沒有物理上的理由，使用它唯一原因是最終結(jié)論和實(shí)驗(yàn)近。又過了幾個月后，施溫給出了電子的 g 因子的公式：g=1+α/2π，其中 α 為精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)。利用這個公式，他算出的 g 因子的理論值與之前公布的實(shí)結(jié)果非常接近。但是，他從解釋他是如何得到這個方程，并表示他將發(fā)表一篇概述理論細(xì)節(jié)的論文。施溫格的程因其簡單性和準(zhǔn)確性而對學(xué)界產(chǎn)生了重大影響，每個都期待著施溫格的理論。次，也就是 1948 年，又舉行了第二次物理會議。與者除了上一次的那些人外，有玻爾、狄拉克和費(fèi)米也參了。此次會議的重點(diǎn)是施溫的演講，人們寄予厚望，希他能解釋他是如何計算 g 因子的。最終，施溫格進(jìn)行 5 個小時的演講，提出了一系列復(fù)兵圣且無法理解的公。奧本海默后來評價道：“他人發(fā)表演講，展示如何進(jìn)計算。而施溫格發(fā)表演講，明只有他能做到?！睍h第天，費(fèi)曼發(fā)表他的演講，并次展示出著名的費(fèi)曼圖。不，當(dāng)時大多數(shù)與會者沒有對做出積極回應(yīng)，其中一個原是他們認(rèn)為正電子在時間上退是不可能的。雖然施溫格理論難以理解，但大家還是為它是與已知的量子電動力密切相關(guān)的。后來，朝永振郎也提出了第三個新的理論現(xiàn)在有了幾個相互競爭的理，而英國物理學(xué)家弗里曼?森找到了統(tǒng)一這些理論的方。戴森提出可以用海森堡散矩陣計算電子的 g 因子：將其轉(zhuǎn)換為現(xiàn)在稱為戴森淑士的級數(shù)，其中前兩個項恰好施溫格關(guān)于 g 因子的公式，并且每個項都可以通過求一定數(shù)量的費(fèi)曼圖來計算。1949 年，這些人又召開了第三次會議。費(fèi)曼將戴森的論作為量子電動力學(xué)理論的終形式。從那時起，費(fèi)曼圖為美國物理學(xué)家的流行工具從此名聲大噪并成為新一代學(xué)家的領(lǐng)導(dǎo)者。進(jìn)一步的研導(dǎo)致量子色動力學(xué)、電弱理和粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的形，這些都在很大程度上依賴費(fèi)曼圖的使用。同一年，加納和珀塞爾獲得了更精確的 g 因子實(shí)驗(yàn)值。此時，施溫格公式計算出的 g 因子與實(shí)驗(yàn)值相差較大，因子不再認(rèn)為是準(zhǔn)確的。這是驗(yàn)證戴理論的著名機(jī)會，物理學(xué)家行了復(fù)雜的計算并發(fā)布了戴級數(shù)第三項的值，此時理論次與實(shí)驗(yàn)相吻合。在這之后g 因子的實(shí)驗(yàn)值不斷被更新，而利用費(fèi)曼圖計算的戴森數(shù)也符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。1965 年，費(fèi)曼、施溫格和朝永振一郎也因此獲得了諾羅羅爾物學(xué)獎。本文來自微信公眾號萬象經(jīng)驗(yàn) （ID：UR4351），作者：Eugene Wang
