三：神話中的神話

　　有一天，如果一位教授了多年實驗課的老先生突然看到學生遞上來的一份實驗報告，
上面的測量數據是0.001159652188（4）。他開始一定是一笑付之，肯定是哪位同學偷懶
按了計算器，懶得竟然連有效數字都不改。如果他打開書本查到這個數據的理論值是0.00
1159652133（29），一定會氣得暴跳如雷，偷懶尚可原諒，編造數據則真的是跡近無恥了
，何況這個誤差範圍竟然在10^（-10）以內（一百億分之一），編的也太離譜了：）

　　然而遺憾的是，他眼前的數據都是確鑿無疑的，因為他面對的這個理論是人類有史以
來最精確的理論——量子電動力學。

　　事情還得從頭說起，量子力學和相對論的建立以後，人們一直試圖把這兩朵奇葩統一
到一起。經過多番努力，這一偉業終於在大物理學家狄拉克（Dirac）手中完成。著名的D
irac方程就是相對論性的量子力學波動方程，它成功的解釋了諸如氫原子能級分裂的問題
。Dirac指出，氫原子的2S（1/2）和2P（1/2）兩個能級事實上是一樣的，這個也為當時
的實驗所證實。看上去一切都完美的結束了，然而上帝又一次和人類開了個玩笑。

　　這個玩笑就是著名的蘭姆移位（Lamb shift）實驗。二戰結束後，實驗上的微波技術
得到了極大的發展。（呵呵，這都是拜二戰時各國玩命地發展雷達所賜。仔細想想，我們
能夠享受到今天的幸福生活，二戰實在是功不可沒。核能，噴氣式飛機，火箭，計算機，
雷達等等，如果不是二戰地催動，少說也要推後好幾十年，然而這種科技的巨大進步竟是
以上億的生命為代價，實在就，，，）。在1947年，Lamb和Retherford用射頻波譜的方法
終於發現氫原子的2S（1/2）和2P（1/2）能級並不是完美的吻合，而是存在着一個能級差
，這個就是著名的蘭姆移位。蘭姆本人也因為這次精彩加精密的測量而榮獲1955年諾貝爾
物理學獎。

　　這個實驗給當時的人們幾乎是災難性的打擊，然而頑強的物理學家們痛定思痛，終於
萌生了量子電動力學的念頭。這個號稱有史以來最精確的理論一出世就是一個怪胎，其一
是它在數學上的計算繁複不堪，失去了物理學傳說中的簡潔美。連玻爾都十分的不以為然
，他的口號是，我不相信上帝會把它的面貌這樣複雜地描述給我們聽。老玻爾始終還是沉
浸在量子力學“簡明”的數學美感之中。其二是它採用的數學方法說白了就是類似級數一
級級的展開，這個被很多崇尚解析的數學家視為極度異端，因為起碼連展開的收斂性無法
保證。三，它自身也無法自圓其說，數學家的擔憂不是沒有道理，著名的紅外發散就是一
個無法克服的障礙。

　　終於有勇士完美地解決了這個問題。J.Schwinger，16歲就成為物理學家的神童，數
學上的任何技術問題都可以輕易克服。他用無比繁複的形式對量子電動力學做了解說，其
中引入了著名的重正化方案（Renomalization）來克服發散。 R.Feynman，另一個天才性
傳奇人物，他用無比簡單的圖論方法對量子電動力學做了說明，這個就是著名的費曼圖（
Feynman Diagram）。當人們試圖努力把這兩位天才的思想融和到一起的時候，另一個驚
人的消息從遙遠的日本傳來，物理學家朝永振一郎（Sin-Itiro Tomonaga）在完全獨立的
情況下自創了第三種對量子電動力學的解讀方案，而且好像也是正確的。這次人們算是徹
底昏倒，好在我們這個星球上天才從來不缺，美國人Dyson終於以神話般的技藝證實這三
種說法是等價的。終於在1965年，J.Schwinger，Feynman和朝永三人共享當年的諾貝爾物
理獎。

　　量子電動力學的成功是空前的，它標誌着電子和光子被人類徹底征服。1900年就發現
的著名的陰極射線——電子到此為止沒有任何秘密而言，它的一切秘密都被人類所掌控。
開頭提到的數據就和電子最隱私的個人數據g因子相關。（測量的是a，a=（|g|-2）/2，
要是電子MM知道自己的胸圍被物理學家測到精準到一百億分之一，會不會嚇得花容失色？
：P）。實驗的精度達到百億分之一，可是所有物理學家都頑固地相信，這個誤差始終還
是出在實驗那邊的。這也是人類強大自信心的表現吧。

　　蘭姆移位實驗，直接促使了量子電動力學的誕生，足可進入十大物理實驗的排名：