鹦鹉小說

第五百七十八章 費曼圖量子力學（第1頁）

量子力學有夠困難，不易描述。薛定谔用波動力方程來描述，海森堡用矩陣力學來描述。各有利弊。而費曼找到了第三種方法，就是用費曼圖。這是一種用形象化的方法，方便地處理量子場中各種粒子相互作用的圖。在費曼之前，因為技術上太過困難，幾乎沒有人能夠做出相對論量子力學計算。費曼給出了一個近似計算方法讓普通的物理學者（讀者：一位不叫朱利安·施溫格的人）能夠做計算。盡管這個方法整體上有缺陷即這個構想在接下來的量子物理學理論方面可能有些過于複雜但我們現在仍在用它來做此類計算。在費曼圖中，粒子由線表示，費米子一般用實線，光子用波浪線，玻色子用虛線，膠子用圈線。一線與另一線的連接點稱為頂點。費曼圖的橫軸一般為時間軸，向右為正，左邊代表初态，右邊代表末态。與向右的箭頭代表費米子的輕子數或重子數為正，與向左的箭頭表示費米子的輕子數或重子數為負。費曼圖中有很多玄之又玄的東西，比如從左到右的電子跟從又到左的正電子是一個意思，很多人不願意理解這樣的東西，而費曼認為這個可以完善狄拉克海結構。同時如果反轉正負電子湮滅圖像，就會變成一個康普頓散射圖，這樣的變化就費曼物理不變性，就把兩個不同的物理學就給說成是一種物理的兩種不同表現的形式。很多人不理解這個拓撲，但是也找不到反對的證據。除了它們在作為數學技巧的價值外，費曼圖為粒子的相互作用提供了深入的科學理解。粒子會在每一個可能的方式下相互作用：實際上，居間的虛粒子超越光速是允許的。（這是基于測不準原理，并且不違反相對論，因為狹義相對論隻要求可觀測量滿足因果律；事實上，超越光速對保留相對性時空的偶然性有幫助。）每一個終态的概率然後就從所有如此的概率中得出。這跟量子力學的功能積分表述有密切關系，該表述（路徑積分）也是由費曼發明的。如此計算如果在缺少經驗的情況下使用，通常會得出圖的振幅為無窮大，這個答案在物理理論中是要不得的。問題在于粒子自身的相互作用被錯誤地忽視了。重整化的技巧（是由費曼、施溫格和朝永所開發的）彌補了這個效應并消除了麻煩的無窮大項。經過這樣的重整化後，用費曼圖做的計算通常能與實驗結果準确地吻合。費曼圖及路徑積分法亦被應用于統計力學中。有關費圖及路徑積分的數學内容尚未完善，它還處于依賴物理直觀的階段。：（）數學心

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