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4.2 路徑積分:重新發明量子力學#

1948:兩篇論文#

1948 年,費曼在《現代物理評論》發表《量子力學的時空觀點》,系統提出路徑積分;隨後發明費曼圖:用小小的線條與頂點表示粒子的產生、湮滅與相互作用,把恐怖的微擾計算變成「連連看」。

費曼圖的規則簡單到不可思議:

  • 每條線 = 傳播子(propagator);
  • 每個頂點 = 相互作用,貢獻耦合常數;
  • 把所有圖加起來 = 散射振幅。

1948 波卡會議:三足鼎立#

1948 年 3–4 月波卡(Pocono)會議,QED 重建的三位主角同台:

人物 方法 風格
施溫格 算符形式、協變微擾論 嚴密、艱深
朝永振一郎 超多時理論 獨立、日本戰後重建
費曼 路徑積分 + 費曼圖 直觀、好算

起初沒人聽得懂費曼(玻爾等人質疑連連),但年輕一代迅速倒戈——費曼圖太好用了。戴森(Freeman Dyson)隨後證明三種形式等價,QED 就此統一。

因果:博士論文的種子(2.3)經過吸收體理論的澆灌(2.2)、戰爭的休眠(第 3 章),終於在 1948 年開花。費曼圖至今仍是每個粒子物理學生的第一課。