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第12章 直线和波浪线(第2页)

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惠勒也指导过休·埃弗莱特的多世界诠释。

在攻读博士学位期间,费曼被罗伯特·奥本海默雇用以帮助美国军方设计原子弹。

奥本海默称他为“这里最杰出的年轻物理学家”

[3]。

“这里”

指的是洛斯阿拉莫斯国家实验室,专门接纳全世界最聪明的科学家。

第二次世界大战结束以后,费曼在康奈尔大学完成了博士后学位,之后在加州理工学院担任教授。

他希望通过教学摆脱帮助制造原子弹所留下的不愉快的回忆。

费曼决定余生只致力于三件事情:思考、教学,以及照顾学生。

[4]

教学和照顾学生都很容易。

费曼的绰号是“伟大的解释者”

,这是因为他的讲座太棒了,不仅有大一新生参加,还吸引了许多高年级同学,他们发现听费曼的讲座对自己的课程学习很有帮助。

接下来要讲的是第三个重点:思考。

费曼决定思考狄拉克的难题。

我是这样画的

毫不夸张地说,提出关于电子和光子的详细的量子场论是非常宏大的。

大量的计算产生了无限的答案,或者说需要无限的输入才能得到一个答案,这显然不适合有限的宇宙(参阅附录Ⅳ以获取更详细的信息)。

很难说是什么使费曼不同于同时代的其他天才的,但我个人认为,归根结底,他首先是一名物理学家,其次才是数学家。

我这么说不是为了贬低他。

费曼是首屈一指的数学大师,但对他来说,方程只是一种语言工具,而不是最终的目标。

你必须把注意力集中在方程所描述的物体上,而不是陷入符号的泥沼。

人们用于解决QED的数学语言非常烦琐,而且只能得出部分正确答案,费曼决定发明一种新的数学方法使之简化。

想象一个电子自顾自地在宇宙中穿行。

在量子场论中,我们必须这样描述:在电子场中,能量量子从一处传播到另一处。

我们用一个叫“传播子”

的方程(这个名字很合理)描述它的轨迹。

在费曼的新数学系统中,我们舍弃了电子的传播函数方程,取而代之的是一根与箭头差不多的图形。

(注意:严格来说,这个符号表示“运动中的电子”

,它不一定是从下到上的沿直线运动,它也可以沿曲线运动,或者绕原子核运动。

现在,电子沿着预定的轨道运动,一个入射的光子靠近并被电子吸收,还把电子撞到了其他地方。

在量子场论中,我们需要描述光子场的量子与我们的电子的相遇,以及这两个场发生的能量转换。

我们用波浪线表示光子的传播函数,并把它们的相互作用画成这样:

从下往上看,我们看到了电子在电子场中传播,并与光子场相互作用(吸收光子),然后在吸收能量时飞往一个新的方向。

或者,同样简单地,它可以描述相反的过程:电子激发了一个光子,然后向另一个方向反冲,就像开枪后人手被后坐力反推一样。

图中三条线的交点是“顶点”

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