读书笔记(十六)QED – The Strange Theory of Light and Matter

 

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量子电动力学(QED)是基本粒子的标准模型(Standard Model of Particles)中最先发展成熟的学问。后来的量子色动力学(QCD)也是参照QED发展起来的。早就听说诺贝尔物理奖得主费曼(1918-1988)的QED – The Strange Theory of Light and Matter 是一本经典之作,这两天终于花点时间读完,对标准模型(SM)的理解又深入了一些。此书写于1985年,但由于这理论早已很成熟,可能还没有能超越此书的科普性的读物。

费曼首先在第一章介绍了他的物理哲学。他认为自然(Nature)是难以理解的,量子电动力学能非常好地描述自然,并且和精心设计的无数实验惊人的吻合。但是很多时候只能以概率的方式预测,比如说4%的光子被玻璃反射,96%的光子会透过玻璃。但具体到一个光子究竟是反射还是穿透,无法预测。他认为自然就是这样,荒诞无法理解。QED原则上能解释所有电磁现象,包括基于此的化学、生物学等等。

第二章和第三章分别介绍了光子和电子。介绍了在各种现象如反射、衍射等等,QED是如何计算的,其中的困难在哪里,还简单提及了重整化(Renormalization)。计算的困难在于用费曼图(Feynman diagram)来展示的各种潜在的情况太多。这样的一套理论也难怪会出现平行宇宙的解释,虽然费曼不持这种观点。

第四章总结了一下QED理论的缺陷。又略提及了强弱相互作用以及引力的理论。

作为补充,又略读了之前下载过的另一诺贝尔物理奖得主Frank Wilczek发表在2000年8月Physics Today期刊上的QCD Made Simple一文。

 

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