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发散困难和重正化 编辑 语音 为了得到更精确的理论结果，必须进行高次近似计算。这些高次近似是真空引起的一些效应。真空不是空无一物的虚空，真空是能量的最低状态，它内涵了极为丰富的物理内容。按照量子理论，场具有零点振动能，场的零点能和场的相互作用使真空中不断地有各种虚粒子对产生和湮没，形成真空涨落，造成真空极化；而场的零点能与真实粒子的作用造成粒子不断发射又不断回收虚光子，然而有关这些效应的高次近、似计算的结果总是无穷大，都是发散的，这显然是不合理的。这种发散困难曾经使物理学家感到困惑，经过多年的研究认识到，这些无穷大结果的物理效应表现在电子的质量和电荷上。在量子电动力学中，这种质量无穷大的问题仍然存在；另一方面，在量子电动力学中，无穷大困难的种类还有所增大。由于外来电磁场使真空极化，产生电子偶，造成电子附加电荷的无穷大，正是这种质量和电荷的无穷大，带来高次近似计算中的种种发散困难。 电子的质量来源于两方面，一部分是电子固有的力学质量，另一部分是电子自能贡献的电磁质量，实验上观察到的质量是这两部分的总和，无法区别它们。因此在理论上，即使电子的电磁质量是无穷大，我们仍然假定，它与电子固有的力学质量合并之和等于由实验观测到的有限电子质量。这种用实验测得的电子质量替代无穷大质量的方法叫做电子质量的重正化方法。 同样，实验也无法区分究竟在电子的电荷中，哪一部分是电子“固有”的电荷，哪一部分是由于真空极化作用而产生的附加电荷。因此在理论上，即使由于真空极化而导致电子附加电荷为无穷大，我们也仍然假定电子的固有电荷与真空极化所附加的电荷合佛之和等于由实验所观察到的有限的电子电荷。这种用实验测得的电子电荷替代无穷大电荷的方法叫做电子电荷的重正化方法。 经过质量重正化和电荷重正化，即重正化的质量和电荷取实验上所测定的有限数值之后，量子电动力学中的无穷大便被吸收到质量和电荷之中，所作的每一高次近似计算中便都不再出现无穷大，而成为有限的了，从而可以与实验结果相比较。随着物理实验技术有了很大的进展，许多实验可以作得非常精确，可以精确地检验理论，量子电动力学高次近似的理论结果与精密的实验结果符合得非常好，使得量子电动力学成为近代物理学中最成功的理论之一 [4] 。
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发散困难和重正化
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为了得到更精确的理论结果，必须进行高次近似计算。这些高次近似是真空引起的一些效应。真空不是空无一物的虚空，真空是能量的最低状态，它内涵了极为丰富的物理内容。按照量子理论，场具有零点振动能，场的零点能和场的相互作用使真空中不断地有各种虚粒子对产生和湮没，形成真空涨落，造成真空极化；而场的零点能与真实粒子的作用造成粒子不断发射又不断回收虚光子，然而有关这些效应的高次近、似计算的结果总是无穷大，都是发散的，这显然是不合理的。这种发散困难曾经使物理学家感到困惑，经过多年的研究认识到，这些无穷大结果的物理效应表现在电子的质量和电荷上。在量子电动力学中，这种质量无穷大的问题仍然存在；另一方面，在量子电动力学中，无穷大困难的种类还有所增大。由于外来电磁场使真空极化，产生电子偶，造成电子附加电荷的无穷大，正是这种质量和电荷的无穷大，带来高次近似计算中的种种发散困难。
电子的质量来源于两方面，一部分是电子固有的力学质量，另一部分是电子自能贡献的电磁质量，实验上观察到的质量是这两部分的总和，无法区别它们。因此在理论上，即使电子的电磁质量是无穷大，我们仍然假定，它与电子固有的力学质量合并之和等于由实验观测到的有限电子质量。这种用实验测得的电子质量替代无穷大质量的方法叫做电子质量的重正化方法。
同样，实验也无法区分究竟在电子的电荷中，哪一部分是电子“固有”的电荷，哪一部分是由于真空极化作用而产生的附加电荷。因此在理论上，即使由于真空极化而导致电子附加电荷为无穷大，我们也仍然假定电子的固有电荷与真空极化所附加的电荷合佛之和等于由实验所观察到的有限的电子电荷。这种用实验测得的电子电荷替代无穷大电荷的方法叫做电子电荷的重正化方法。
经过质量重正化和电荷重正化，即重正化的质量和电荷取实验上所测定的有限数值之后，量子电动力学中的无穷大便被吸收到质量和电荷之中，所作的每一高次近似计算中便都不再出现无穷大，而成为有限的了，从而可以与实验结果相比较。随着物理实验技术有了很大的进展，许多实验可以作得非常精确，可以精确地检验理论，量子电动力学高次近似的理论结果与精密的实验结果符合得非常好，使得量子电动力学成为近代物理学中最成功的理论之一 [4] 。