別鬧了，費曼先生(40)

四〇

　　2-13.當科學大師碰上菜鳥

　　在普林斯頓念研究院時，我曾經當過惠勒教授的研究助理。他給我一個題目，沒想到太難了、做不下去。因此我回過頭來，研究早在麻省理工念大學時便有的一個構想，那就是：電子不會作用於自己身上，而只會和別的電子相互作用。

　　問題是這樣的：當電子晃動時、它會輻射出電磁波，這等於散發出能量，而損失能量即意謂有某個力作用在電子上。

　　更進一步考慮，晃動一個帶電的電子所用的力，與晃動不帶電的電子所用的力，一定不一樣。因為假使在兩種情形中所施的力完全一樣，但已知在一種情況下粒子損失能量，另一種情況下則不會損失能量——這好像是對同一個問題出現了兩種不同答案，根本是不可能的。

　　當時的標準理論，是電子對自己作用而產生力，稱為「輻射反應力」（radiation reaction）。當我在麻省理工開始推敲這個想法時，我並沒有注意到這個問題；我一直認為，電子只會對其他電子施加作用。等我到了普林斯頓之後，才聽說有這些標準理論，也才明白，原來的構想碰到大麻煩了。

　　這時我的想法是：首先讓這個電子晃動，然後根據我的想法，它對附近的電子作用，使它（們）晃動起來。這些被擾動的電子所產生的效應，才是輻射反應力的來源。於是我做了些計算，帶著結果去見惠勒教授。

　　惠勒教授想也不想，馬上說：「噢，這裡不對，因為你等於說它和其他電子間距離的平方成反比，可是它不應跟這些變量有關。而且，它應該與其他電子的質量成反比，也跟其他電子的電荷成正比。」

　　使我難過的是，他怎麼已經做過這些計算。後來我才明白，像惠勒那樣的大師，你給他一個問題，他可以立刻「看」出其中的重點。

　　他接著說：「而且這會受到延遲，因為輻射波返回較晚。因此你描述的只不過是反射光。」

　　「哦！當然。」我頹喪地說。

　　「等一下，」他說，「讓我們假定這反射光是一種超前波，換句話說，這是逆著時間的反應；那麼它會在正常時間返回。我們已知道這個效應跟距離平方成反比，如果有很多電子充滿整個空間，而且電子數目隨距離平方成反比，也許所有的效應便可剛好互相抵消。」

　　我們發現這個想法確實可行。再次計算的結果非常完美，各方面都對應無誤。在古典物理的範圍內，這個理論很可能是正確的，儘管它跟麥克斯韋（James Clerk Maxwell）或洛倫茲（Hendrik Antoon Lorentz）提出的標準理論都有很大差異。但它沒有電子自我作用理論中出現一些無限大的量造成的困擾；它十分巧妙，且包含了作用量、延遲效應、時間上的向前和向後等物理現象。我們稱這套理論為「半超前——半延遲勢位」。

　　惠勒和我覺得，下一步是把目標轉向量子電動理論，因為我認為那裡也出現了電子自我作用的困難。我們設想，如果我們能夠克服這個古典物理中的困難，然後從中發展出一套量子理論，等於同時矯正了量子理論的缺失。

　　我們可以說已弄通了古典的理論部分。這時惠勒對我說：「費曼，你年紀還輕，應該就這題目做一個研討會報告，你需要多練習上臺講演。同時我會把量子理論部分弄出來，過一陣子再做報告。」那將會是我的第一次學術報告，惠勒跑去跟維格納（Eugene Wigner）教授說好，把我排進研討會的日程表中。

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