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八、費曼圖


　　費曼圖的完整版本在一九四九年晚春發表，畫的是兩個電子以交換一個

光子的方式來互相作用的「基本交互作用」（ Fundamental interaction）

，它的圖形在下一代場論學家的腦海中烙下了不可磨滅的印象。


　　費曼把電子的軌跡用帶箭頭的實線表示，然後用不帶箭頭的波狀線來表

示光子，這些波狀線沒有方向，因為光子的反粒子就是自己。這個所謂的「

基本交互作用」再一次把教科書中電磁排斥作用的初步觀念表達出來：兩個

負電荷，比方說兩個電子，會互相排斥，一般教科書用的標準圖案是以相反

箭頭表示兩個球互相要分開。但是，如果問起一個實體如何感受到離它一段

距離外另一實體的排斥力呢？這種圖案即無法回答。這樣的圖給人一種印象

，那就是力的傳遞是馬上的。而事實上用費曼圖就可看出來，不管用什麼來

傳遞這個力，它最快也只能傳得跟光速一樣快。在電磁學中，光以它不可捉

摸的「等於是」粒子的形態出現，而且出現的時間很短，剛好夠讓量子理論

把整個反應的「收支」記載清楚。


　　典型的時空圖上，紙頁的底端是過去，頂端是未來，要研讀時空圖，只

要拿另外一張紙來蓋著圖的部分，慢慢把蓋的紙往，就可以看到歷中在演進

。電子放出一個光子的時候會改變方向，另外一個電子吸收光子的時候也會

改變方向。但是，我們不可把這兩個事件分成「先」放出，「後」吸收光子

。費曼強調，他這個方法不受傳統直覺的限制，而是可互換：「後」放出，

「先」吸收光子。


　　  　　3\                                 /4　　　 光子可以在6　　　　
　　　　　　\                               /
　　　　　 　\       虛量子（光子）        /　　　　　放出，5吸收
　　　　　　　\        __                 /　　　　　　
　　時　　　  5\__    /  \      __       /　　　　　　也可以在5放
　　　　　　　  | \__/    \    /  \     /
　　間　　　　 |           \__/    \   /　　　　　　　出，6吸收。
　　︽　　　  /                     \__|6
    ｜  　   /                         \
    ｜　    /                           \
  　｜     / 　　　　                    \
　    　 1/ 電子１  　　                  \2　電子２



　　每一個費曼圖所描述的不只是在特定時間及地點的單一路徑，而是所有

路徑的總合。對電子的反粒子而言，就是將時間倒過來看，也就會是光子在

5放出，6吸收的現象。


　　狄拉克的空穴理論已不再適用，而被費曼的圖象取代。這個圖象更好懂

，也更好說明。　


　　現在我們不僅知道反粒子的性質，還知道了反粒子的軌跡；接下來，我

們把視線調大，來問問，為何現今的世界都是正粒子組成的物質，反粒子等

反物質到哪裡去了？

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