《弯曲的旅行》第二十五节

本节讲述电磁场理论从经典到量子的发展。法拉第提出电磁场概念，认为电荷的影响需时间传播、不超过光速；麦克斯韦在此基础上建立经典电磁场方程组，预言电磁波的存在……

本节讲述电磁场理论从经典到量子的发展。法拉第提出电磁场概念，认为电荷的影响需时间传播、不超过光速；麦克斯韦在此基础上建立经典电磁场方程组，预言电磁波的存在，其理论关于光速不变的结论启发了爱因因坦的狭义相对论。经典理论缺少量子作用，现代粒子物理学的量子电磁场理论则兼含两者，预言精度达百万分之一。

量子电磁场理论认为电磁力由光子交换传递：一个电子放出光子传给另一电子，光子随即消失；同性电荷相斥、异性相吸。光子是第一种规范玻色子（传递特定力的粒子），另有传递弱力的弱玻色子和传递强力的胶子。狄拉克、费曼等人由此发展出量子电动力学（QED），用费曼图以图示描述粒子间的相互作用。

量子场论中，场遍布时空并能产生或湮灭粒子，粒子即场的激发态；相互作用只发生在局部，靠光子等中介传递，看似超距。该理论还指出每种粒子都有反粒子——电荷相反、其余相同，这是狄拉克把狭义相对论纳入量子场论时自然导出的；粒子与反粒子相遇会湮灭为能量，反之能量也能生成正反粒子对。