量子電動力學包括重整化理論中朝永與施溫格起到什麼作用?

費曼對量子電動力學的貢獻1949年4月11日至14日,在紐約州皮克斯基爾的哈德孫河畔的歐德斯通,召開了科學史上第三次重要會議——「歐德斯通(Oldstone)會議」;此刻費曼意識到:「這終於使我確信,我確實有了某種方法和技巧,懂得如何去做其他人還不知道該怎麼做的事,這是我的勝利的時刻。」這次會議,量子電動力學的費曼方法居於舞台的中心,他告訴人們:量子電動力學是有效的,它能計算關於電子和光子的每一件事情。一個未滿31歲的年輕人,成了他那一代領頭的物理學家,用他的新思想在前面指路。隨後,人們用同樣的思想去弄懂包括弱相互作用、引力、核力等物理學的其餘方面,費曼的研究方式對20世紀後半葉的整個理論物理學起到了核心作用。 以後的規範場重整化用的是費曼的方法,QCD,電弱統一的建立應該都從QED中得到啟示(這不知道是不是純粹從費曼的方法),總之費曼的方法得到廣泛作用,那麼施溫格與朝永振一郎對量子電動力學與重整化方法的意義幾何呢


這個可以寫一篇八卦

首先根據國家的翻譯標準,應該譯作費恩曼,雖然我覺得費曼,費因曼,費恩曼都不準確,還是好人(fine man)最好

費恩曼(Feynman)、朝永(Tomonaga)與施溫格(Schwinger)都獨立發展出了重整化的方法

施溫格是個數學大牛,注重數學形式超過物理直覺,因此他搞的那套方法雖然很漂亮,但很難理解。奧本海默(存疑,Genius里說的是「 不友好評論家」)有一次評論說別人做報告是為了教他人如何計算一個東西,施溫格則是在證明除了他自己之外沒人會做。

朝永的方法跟施溫格差不多,他直接寄了他的結果給奧本海默而獲得承認,時間上比施溫格和費恩曼要早

費恩曼的物理直覺非常牛B,數學雖然很猛,但比施溫格還差了一截。因此費曼搞的那套東西對物理學家來說比較直觀,特別是費曼圖和路徑積分(其實主要是最小作用量原理),容易理解。施溫格很討厭費曼圖(物理上數學上都有些不嚴謹),在他組裡禁止使用,雖然他自己也會偷偷用。但費恩曼的物理直覺還是很讓施溫格佩服的,費曼掛掉的時候施溫格的評價是「the outstanding intuitionist of our age",注意那個the。

這裡就要說到一個人戴森(就是前一陣說可能發現了戴森球那個戴森),費曼、朝永與施溫格都掛掉很久了,這傢伙居然還沒掛掉,太牛B了。戴森為了搞清楚費曼和施溫格的方法,特地在參加施溫格的seminar之前跟費曼去road trip,最後在一個妓院過夜時(只是過夜而已,因為比較便宜(這還是費恩曼的經驗),沒幹壞事)通宵聊天(誰睡得著啊)得了靈感跟上費曼的思維,之後到seminar上被施溫格荼毒搞懂了他的那套方法。經過幾個月努力證明了這三個方法是等價的(這三個方法都涉及了規範場的重整化,費恩曼對此並不享有獨佔權),整理出一套比較完善的計算規則和重整化方案,把費曼的方法搞得嚴謹和通俗了很多。不過奧本海默看了很不爽,一直在挑刺,他認為還是施溫格的方法最好(護犢子?)。後來在貝特(Bethe)的努力下終於接受了戴森的方法。可惜這麼重要的成果沒得炸藥獎。

既然如此,費恩曼的方法(包括路徑積分)最直觀最方便理解與教授,大家於是就採用了下來,不過方案經過了戴森等物理學家的進一步簡化和梳理。這跟當初波動力學和矩陣力學被證明等價之後的情況是很類似的,以致於今天量子力學的教材很多還以從波動力學出發開始教,這其實是不好的,因為現在通用的方法都是矩陣力學那一套。北大的《新概念物理》在這方面做了很好的嘗試。當然費恩曼的方法可比波動力學好多了,大家一直在用。

施溫格雖然數學比費恩曼牛B(費恩曼因此有點嫉妒,有一次單獨得了個施溫格之前跟別人分享的獎之後專門像個孩子一樣跟他媽炫耀他超過了施溫格),但是為人太古板,沒什麼樂趣。而費恩曼是典型的美國人,愛搞怪,性格上比較討人喜歡,因此美國人對費恩曼很推崇,傳記標題就直接用Genius了,或者更有甚者No Ordinary Genius。幸好派斯有先見之明給老愛的傳記取了個更牛B的名字"Subtle is the Lord」。


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