什么是量子场论？

什么是量子场论？

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量子场论是量子力学和经典场论相结合的物理理论，已被广泛的应用于粒子物理学和凝聚态物理学中。量子场论为描述多粒子系统，尤其是包含粒子产生和湮灭过程的系统，提供了有效的描述框架。非相对论性的量子场论主要被应来自用于凝聚态物理学，比如描述超导性的BCS理论。而相对论性的量子场论则是粒子物理学不可或缺的组成部分。自然界目前人类所知的有四360问答种基本相互作用：强作用，电磁相互作用，弱作用，引力。除子协等让去引力，另三种相互作用都找到村会了合适满足特定对称性的量子场论来描述。强作用有量子色动力学（QCD，QuantumChromodynamics)；电磁相互作用有量子电动力学（QED,Q巴师顾即始烧uantumElectrodynamics)，理论框架建立于1920到1950年间，主要的贡献者为保罗·加行模九岁笑狄拉克，弗拉迪米尔·福克，沃尔夫冈·泡利，朝永振一郎，施温格，理查德·费曼和迪森等；弱作用有费米点作际还概其影用理论。后来弱作用和电磁相互作用实现了形式上的统一，通过希格斯机制（Hi线觉ggsMechanism）产生质量，建立了弱电统一的电农既入陈述根粒品量子规范理论，即GWS（四Glashow,Weinberg,Salam）模型。量子场棉湖围论成为现代理论物理学王绍报兵续条需的主流方法和工具。

所谓“量子场论”的担州六抓被学科是从狭义相对论和量子力学的观念的结合而产生的。它和标准（亦即非心既极衣是犯汽境报相对论性）的量子力学的差别在于，任何特殊种类的粒子的数目不必是常数。每一种粒子都有降名文呢卫啊秋剂良其反粒子（有时，诸如光子，反粒子和原先粒子是一样的）。一个有质量的粒子和它的反粒子可以湮灭而形成能量，并且这样的对子可由能量产生出来。的确，甚至粒子数也不必是确定的；因为不同粒子数的态的线性叠加是允许的。最高级的量子场论是“量子电动力学”--基本上是电子和光子的理论。该理论的预言具有令人印象染洲件断弱怀伟深刻的精确性（例如，上一章已提到的电子的磁矩的精确值，参阅177页）。然而，它是一个没有整理好的理论--不是一个完全协调的理论--因为它一开始给出了没有意义的“无限的”答案，必须用称为“重正化”的步骤才能把这些无限消除。并不是所有量子场论都可以用重正化来补救的。即使是可行的话，其计算也是非常困难的。

使用“路径积分”是量子场论的一个受欢迎的方法。它是不仅把不同粒子态（通常的波函数）而且把物理行为的整个空间--时间历史的量子线性叠加而形成的（参阅费因曼1985年的通俗介绍）。但是，这个方法自身也有附加的无穷大，人们只有引进不同的“赵数学技巧”才能赋予意义。尽管量子场论勿庸置疑的威力和印象深刻的精确度（在那些理论能完全实现的很少情况），人们仍然觉得，必须有深刻的理解，才能相信约展院标酒升讲著它似乎是导向“任何物理实在的图像”。