别闹了，费曼先生(40)

四〇

　　2-13.当科学大师碰上菜鸟

　　在普林斯顿念研究院时，我曾经当过惠勒教授的研究助理。他给我一个题目，没想到太难了、做不下去。因此我回过头来，研究早在麻省理工念大学时便有的一个构想，那就是：电子不会作用于自己身上，而只会和别的电子相互作用。

　　问题是这样的：当电子晃动时、它会辐射出电磁波，这等于散发出能量，而损失能量即意谓有某个力作用在电子上。

　　更进一步考虑，晃动一个带电的电子所用的力，与晃动不带电的电子所用的力，一定不一样。因为假使在两种情形中所施的力完全一样，但已知在一种情况下粒子损失能量，另一种情况下则不会损失能量——这好像是对同一个问题出现了两种不同答案，根本是不可能的。

　　当时的标准理论，是电子对自己作用而产生力，称为“辐射反应力”（radiation reaction）。当我在麻省理工开始推敲这个想法时，我并没有注意到这个问题；我一直认为，电子只会对其他电子施加作用。等我到了普林斯顿之后，才听说有这些标准理论，也才明白，原来的构想碰到大麻烦了。

　　这时我的想法是：首先让这个电子晃动，然后根据我的想法，它对附近的电子作用，使它（们）晃动起来。这些被扰动的电子所产生的效应，才是辐射反应力的来源。于是我做了些计算，带着结果去见惠勒教授。

　　惠勒教授想也不想，马上说：“噢，这里不对，因为你等于说它和其他电子间距离的平方成反比，可是它不应跟这些变量有关。而且，它应该与其他电子的质量成反比，也跟其他电子的电荷成正比。”

　　使我难过的是，他怎么已经做过这些计算。后来我才明白，像惠勒那样的大师，你给他一个问题，他可以立刻“看”出其中的重点。

　　他接着说：“而且这会受到延迟，因为辐射波返回较晚。因此你描述的只不过是反射光。”

　　“哦！当然。”我颓丧地说。

　　“等一下，”他说，“让我们假定这反射光是一种超前波，换句话说，这是逆着时间的反应；那么它会在正常时间返回。我们已知道这个效应跟距离平方成反比，如果有很多电子充满整个空间，而且电子数目随距离平方成反比，也许所有的效应便可刚好互相抵消。”

　　我们发现这个想法确实可行。再次计算的结果非常完美，各方面都对应无误。在古典物理的范围内，这个理论很可能是正确的，尽管它跟麦克斯韦（James Clerk Maxwell）或洛伦兹（Hendrik Antoon Lorentz）提出的标准理论都有很大差异。但它没有电子自我作用理论中出现一些无限大的量造成的困扰；它十分巧妙，且包含了作用量、延迟效应、时间上的向前和向后等物理现象。我们称这套理论为“半超前——半延迟势位”。

　　惠勒和我觉得，下一步是把目标转向量子电动理论，因为我认为那里也出现了电子自我作用的困难。我们设想，如果我们能够克服这个古典物理中的困难，然后从中发展出一套量子理论，等于同时矫正了量子理论的缺失。

　　我们可以说已弄通了古典的理论部分。这时惠勒对我说：“费曼，你年纪还轻，应该就这题目做一个研讨会报告，你需要多练习上台讲演。同时我会把量子理论部分弄出来，过一阵子再做报告。”那将会是我的第一次学术报告，惠勒跑去跟维格纳（Eugene Wigner）教授说好，把我排进研讨会的日程表中。

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