电动力学

看一下朗道十卷有多难吧： 朗道十卷是物理竞赛生必学，《理论物理学教程》是一部享誉世界的理论物理学巨著，是反映经典物理学向现代物理学转变的里程碑式的重要著作，包括力学，场论，量子力学 ，相对论性量子理论，量子电动力学，统计物理学，流体力学 ，弹性理论，连续媒质电动力学，物理动力学，统计物理学。 原著为俄文，现已有十余种文字的分卷译本，六种文字的全卷译本。本教程中的七卷是由诺贝尔物理学奖获得者，苏联科学院院士，理论物理学家朗道和他的学生，苏联科学院院士，理论物理学家栗弗席兹在20世纪40至50年代陆续编写而成的。 另外三卷由栗弗席兹和俄罗斯科学院院士皮塔耶夫斯基等人按朗道的计划在20世纪60至70年代编写完成，后经不断补充完善，现已成为举世公认的经典学术著作。

好几年吧，这些东西都是很抽象的，而且有很多东西是需要基础理论支持的，你在学这些的时候会需要用到很多其他的知识，也就是想学好，其他的知识说不定也要顺便学！所以，时间是需要很多的！

你好！我是学物理的。考研的时候也面临过你这样的一个选择的问题。我不知道你要考哪个单位，但是我个人认为，选择理论力学相对简单。电动力学其次，量子力学最难。但是每个科目有利有弊。例如理论力学理解起来很简单，做题也不难，但是你的竞争对手也一样，不容易拉开距离。而电动力学居中一点，但是你在选择考取专业的时候很受局限，因为专业课是电动力学的专业一般相对较少。选择量子力学的话，量子力学理解起来十分抽象，要花很大的功夫。但是也有一个好处就是它的题目很单调，就是几个很典型的模型换来换去的，无论是哪个单位，没有什么太大的差异，考研的试卷的题目很少，以中科院为例，一般是五个大题，每题30分，换句话说，选择量子力学的人面临两个极端的情况，你若学好了，可以高达140以上，一旦没拿住，极有可能是60分往下走。我的同学有很多面临这种情况。所以我建议你先想想你要选择考取哪个单位，在考虑专业课的问题。最好能将你想考的学校或者研究所前几年的真题看一看。会大有裨益的。每一门都有自己的好处和坏处，希望你慎重考虑。 理论力学的数学要求相对最低。主要是高数部分。电动力学和量子力学除了高数之外还有线代的要求，尤其是量子力学。电动力学最注重的是相对论，数学计算要求最多的是矢量的点乘和叉乘，梯度等。量子力学核心部分有两种方法讲解，一种是薛定谔方程，一种是海森堡矩阵力学。你可以想象了！

2015年第四卷已出版，第八卷还没译好，预计今年出版。

这种课程一般是在博士生的时候学的。。。。。。。。。国外研究生时也有学的。。。一般国内的大学基本上没有这种课。。。。

精细结构常数表示电子运动速度和光速的比值,计算公式为 α=(e^2)/(2ε0*h*c)(其中 e 是电子的电荷， ε0 是真空介电常数， h 是普朗克常数， c 是真空中的光速) 。量子电动力学认为，两个带电粒子（比如两个电子）是通过互相交换光子而相互作用的。这种交换可以有很多种不同的方式。最简单的，是其中一个电子发射出一个光子，另一个电子吸收这个光子。稍微复杂一点，一个电子发射出一个光子后，那光子又可以变成一对电子和正电子，这个正负电子对可以随后一起湮灭为光子，也可以由其中的那个正电子与原先的一个电子一起湮灭，使得结果看起来像是原先的电子运动到了新产生的那个电子的位置。更复杂的，产生出来的正负电子对还可以进一步发射光子，光子可以在变成正负电子对……而所有这些复杂的过程，最终表现为两个电子之间的相互作用。量子电动力学的计算表明，不同复杂程度的交换方式，对最终作用的贡献是不一样的。它们的贡献随着过程中光子的吸收或发射次数呈指数式下降，而这个指数的底，正好就是精细结构常数。或者说，在量子电动力学中，任何电磁现象都可以用精细结构常数的幂级数来表达。这样一来，精细结构常数就具有了全新的含义：它是电磁相互作用中电荷之间耦合强度的一种度量，或者说，它就是电磁相互作用的强度。

量子电动力学（Quantum Electrodynamics，英文简写为QED）是量子场论中最成熟的一个分支。它研究的对象是电磁相互作用的量子性质（即光子的发射和吸收）、带电粒子的产生和湮没、带电粒子间的散射、带电粒子与光子间的散射等等。它概括了原子物理、分子物理、固体物理、核物理和粒子物理各个领域中的电磁相互作用的基本原理。

量子电动力学中字母被斜杠批掉表示被斜杠批掉的字母所代表的量的洛伦兹四矢量与四个gamma矩阵的四矢量取内积。量子电动力学（Quantum Electrodynamics，英文简写为QED）是量子场论中最成熟的一个分支。它研究的对象是电磁相互作用的量子性质（即光子的发射和吸收）、带电粒子的产生和湮没、带电粒子间的散射、带电粒子与光子间的散射等等。它概括了原子物理、分子物理、固体物理、核物理和粒子物理各个领域中的电磁相互作用的基本原理。

《费曼物理学讲义》，老书了。根据他上课的讲义编写。内容非常诚恳，值得一看。

其实这些课都可以归结到量子场论，不过后两门相对专业些，所以有时会单独开课。场论是比较基础的，所以入门的话先看场论吧。从自由的标量场、旋量场、矢量场，以及一些对称性开始，然后是相互作用：φ4，Yukawa，QED；各种Feynman规则，Feynman图；再到辐射修正，重整化……这些都是比较基础的能力，上手之后可以深入一些学习QED。其实很多学校场论的第一学期就是在打基础和学QEDQCD的要求相对较高，最好先学一遍量子场论或粒子物理，有所了解。对了，要学习场论，还有一门“群论”你学过了吗？群论是场论的基础，很多对称性全是用群论语言描述。

一般考虑的是散射，有弹性散射和深度非弹性散射。弹性散射大致可理解为较远距离的电磁相互作用。深度非弹性散射，可以理解为电子深入质子内部和部分子发生电磁作用。具体计算是用量子场论中费曼图。

QED不学物理不用管，学物理的粒子物理，凝聚态，光学都要学他，作为量子场论的基础，凝聚态场论在它基础上发展的，腔量子电动力学应用于光学上各种，QED也只是QFT的一部分，之后还有非Abel规范场论，粒子物理用。书不建议用Feynman的，太老，可以用peskin或者Mandl再或者是ryder再再或者是Mark入门之后选用Weinberg极佳，Romand的书严谨，值得一看。心得就是多算，一个Feynman图要算几篇纸才好。

《量子电动力学》

我学过量子力学和电动力学，量子电动力学没学过，看介绍可能是量子力学与电动力学的交叉而出现的一门课程

《费曼物理学讲义》是美国物理学家费曼在美国大一大二年级学生讲课时的讲义，最后由后人整理成为一套教程即《费曼物理学讲义》。从内容上看，都是最基本的普通物理内容。所谓普通物理，就是因为很多定律和规律都由实验出发，通过推理、总结成的规律。因此，他的要求不是很高，数学要求也不高，只要本科生学习了高等数学就可以看。全书思路非常清晰、内容通俗易懂、数学处理很明晰、简易。因此，这是学习普通物理、基础物理的很好的国外名著。而《量子电动力学讲义》就不一样了！首先请你搞清楚量子电动力学在物理学中的地位。本科生首先学习普通物理，即力学、热学、电磁学、光学、原子物理学;然后学习一门理论物理的数学基础课——数学物理方法；然后就开始学习理论物理四大力学，即分析力学、电动力学、统计力学、量子力学，然后是固体物理学、相对论。到此、本科阶段的物理就差不多了。而到了硕士阶段，再学高等量子力学。有啦本科阶段的量子力学和硕士阶段的高等量子力学才能学习量子电动力学。我想量子电动力学的地位和普通物理的地位相比，就显而易见了吧。

解决发散困难的指导思想就是把理论中所有能产生发散的基本费因曼图找出，并通过重新定义一些参量对它们进行处理。在理论中开始引进一些参量如电子电荷e0及质量m0。在考虑了各类、各级修正之后，发现包含发散的基本图有三种，即电子自能、真空极化和顶角修正。在理论中恰好能够通过重新定义电子的电荷、质量和场量ψ把这些发散吸收进去。例如，可以重新定义电子质量（称为重正化质量）me=m0+δm,此处δm是各级修正中的发散量，然后把me解释为实验观测的电子质量。至于m0，它是不可观测的，因为它代表电磁场不存在时的电子质量，而不和电磁场相互作用的电子是根本不存在的。经过重正化的处理后，各阶修正的结果都不再包含发散。计算的各阶辐射修正可和实验进行比较。著名的两个例子是兰姆移位和电子磁矩。

量子电动力学计算的磁矩值由于高阶修正偏离一个玻尔磁子 1918年施温格计算了α一阶修正，结果，而1981年有人计算了α四阶修正，得出μe=1。001159652(148)μB而实验值是μe=1。0011596522(31)μB这种实验的和理论计算的精确度以及它们符合的程度在整个物理学领域中都是罕见的。重正化对发散困难的解决并不彻底。它只是用适当的办法把发散分为两部分：抽出有意义的有限项而把剩余的发散和物理上不能直接测量的量合并起来重新定义为物理上的实测量。它并没有从理论中将发散消除。理论的困难、应用范围及实验检验 　量子电动力学中的发散问题仍有待于根本解决。另外，量子电动力学是把电子当作基本场看待的。作为粒子，它是点状的，也就是没有结构的。当然，在一定的阶段（即能量小于一定限度，或距离大于一定限度）时，这种考虑是合理的，也是必要的。但是这些界限的值是多大，实验物理学多年来一直在探索这个问题，目的是要观察在短矩离（高能量）情况下电子偏离点状的情况。当前，探索的最有力的工具是正负电子对撞机，因为它可以获得质心系中很高的能量。用对撞机可以研究正负电子对转化成正负μ子对的反应根据量子电动力学（带电轻子为点状），在能量远大于电子静止能量时这个过程的截面的最低次近似值S是质心系能量的二次方。如果在S值很高时发现截面偏离包括辐射修正在内的相应公式的值时，可能就是电子偏离点状的信号。结果是：在质心系能量为38GeV时在10-16cm以外电子可以认为是点状的，或者说电子如有结构，也至少要在10-16cm以下。今后的高能正负电子对撞机可以把这个界限继续往下压缩，或许在距离小于某一极限时发现电子结构。量子电动力学的计算结果都要依靠微扰论。这是基于是个小参量的前提之上的。但由于真空极化效应，在距离愈来愈小时，α 的值随着电荷的有效值增大。这迟早会使基于微扰论的结果失效。但实际上这要到距离小到亦即1.22×10-70厘米时才会发生。但早在到达这个距离之前就必须考虑其他效应了。当距离小到史瓦西半径1.352×10-55厘米时，电子周围的时空度规已显著偏离闵可夫斯基度规，而引力作用就必须加以考虑。在这以前就会遇到普朗克距离1.616×10-33cm（相当1.221×1019GeV），此时时空度规会发生较大的涨落，量子引力就应予以考虑（见广义相对论)。根据SU(5)的大统一理论,到距离1.97×10-29cm(相当1015GeV)电磁耦合常数就和弱相互作用、强相互作用的耦合常数汇合在一起成为大统一的耦合常数了，而它将随距离减小而下降。看来极为可能的是，距离小到一定程度时，电子已不仅和电磁场相互作用，而其他相互作用在强度上都会和电磁作用相比，因而会出现具有丰富内容的物理现象，从而使人类有可能揭示更深刻的物理规律。事实在已经观察到电弱统一理论的标准模型中所预言的电磁相互作用和弱相互作用的干涉效应。

现代物理理论探索中，量子场论的创建首先是由狄拉克在1927年写下电子的相对论方程开始的。在他的框架中，电磁场是无穷维振动的迭加，每一维振动的能量取一系列分立的数值，使其量子化，而振动中被缴发时能级态的上下跃迁，就对应着光子的产生与湮灭。1928年约当和维格纳引入了电子场的概念，给出了狄拉克的电子相对论量子力学方程的全新解释，并仿照狄拉克的电磁场量子化方式，建立了电子场的量子化理论，称量子电动力学，一般用“QED”表示。该理论于1929年受到了海森堡和泡利的进一步研究。在QED中：电磁场是矢量场，其量子φ是自旋为1的光子，为玻色子，反粒子就是它自己；而电子场ψ是旋量场，其量子则是自旋为1/2的电子，为费米子，它的反粒子是正电子；ψ是以电流的形式与φ相耦合的，而φ则具有定域规范对称性，可以用U（1）群描述；ψ激发时能态的上下跃迁，就对应着正负电子对的产生与湮灭。由于QED有上述简单约定，就可以描述包括粒子产生和湮灭在内的多粒子系统，能够与实验高度一致，因此它便被现代物理学普遍接受，并把同样的手段和方法类推到了弱电作用的统一及强相互作用，构建出了众人称颂的规范理论的标准模型。（一）QED中电子之间的相互作用，被规定为是电流之间通过电磁场φ为媒介发生的耦合，由于理论家们并能直接求解相互作用方程，只能求解自由场方程，因此在具体求解相互作用方程时，就把相互作用看成一种对自由场的微弱的扰动，把与实验相关的散射截面和衰变宽度等物理量表示成是相互作用强度α的幂级数，由于α=1/137很小，所以就可以逐级求出它的近似解。这种方法称之为微扰论。这是一种求解电子相互作用方程的有效的近似方法。微扰论的所有最低级近似计算都很简单，而且与当时的实验结果符合得很好，但是如果把精度再提高一级，上述构想就暴露出了严重的问题。1930年，美国物理学家奥本海默计算了电子与它自己的电磁场φ的相互作用。由于φ是具有连续无穷维自由度系统，每一维自由度都会不断发射或吸收虚光子、及由于真空极化形成的正负虚电子对的产生与湮灭，它与电子场ψ是二元存在。奥本海默的计算涉及到了对φ的所有虚光子的动量积分，它的取值自然也就成为了无穷大。电子与自己场的这种相互作用构成的是电子自能，也就是电子的质量。这个结果表明，在最低级近似下求得的电子质量是无穷大。同时，奥本海默还得出，电子吸收或放出虚光子截面也是无穷大。作为QED二级微扰近似过程的一个部分，电子之间相互作用过程中，始终都会有真空极化的正负虚电子对产生，但以此为依据进行的计算又表明，电子电量也是无穷大。QED得到的这种不符合实际无穷大，也称是它的发散困难。那么，怎样消除QED的这种难堪的发散困难呢？后来理论家们发现了一种称为重整化的运算规则，其具体方法就是在计算中通过重新定义质量、电荷等物理常数，把可以导致无穷大的结果都吸收掉，从而使计算能够得到定量的有限取值。对这种方法的物理解释是：由于电子总是被虚的光子和虚的正负电于对所包裹，所以对它的计算会导致无穷大，如果把它真实存在称为裸电子，我们是看不到裸电子的，所以在考虑电子实际的真实存在时，计算中就应当重新定义电子的质量与电荷，从而把那些可能出现的发散项都吸收掉。特别说明：重整化使QED的理论与实验测量在很高的精度上保持了一致，非常有效。（二）显然，重整化首先属于吸收QED发散项的一种在计算中使的数学技巧，再根据理论家们对这种数学技巧的解释，很容易有以下认识：1．容易理解，计算中QED有发散项并没有逻辑错误，它产生的根源，就是由于电磁场φ与电子场ψ是独立的二元存在，以及φ具有连续无穷维自由度，有真空极化，而“重整化”重新定义电子的有限物理量，其实质也就是否定了φ与场ψ是独立的二元存在，以及φ具有连续无穷维自由度，有真空极化。这就是说，只有离开了QED所构想的电磁场的图景，所做的计算才能与实际保持一致。重整化吸收QED中的发散项，这也就意味着现代理论物理学中、以QED为模式的量子场图景是根本错误的。现代理论物理学中，QED产生无穷大的根源，是因为形成电作用的电磁场根本就不是现代量子场论所设想的那样。即QED实际仅仅只是给出了定量表述电子参与电磁作用的一种数学方法，并没有给述电子参与电磁作用的真实物理图景。2．正因为QED并没有给述电子参与电磁作用的真实物理图景，由此就形成现代量子场理论描述基础不确定的危机，即现代量子场理论的描述基础还没有正确地建立起来。对此最典型的证据，就是我们在当前这个基础上所进行的计算，总会出现无穷大的发散项，虽然我们能够找出抛弃无穷大的一些规则，但这些规则并不来自理论本身的逻辑前提，并没有解决理论为什么会出现发散项的问题，完全是人为的，而我们相信量子场理论的理由，也仅仅只是因为它的数学结果能够与观测相符合，而这种数学结果的获取需要使用人为规则；这是显而易见的人工雕琢。也正因为现代量子场理论描述基础的不确定，所以当我们把QED观念用于了能量非常高、作用距离非常小的粒子时，重整化技巧也就会完全失效，相互作用的方程也就不会有合理的解。后来，虽然通过希格斯机制似乎解除了理论的这种危机，但怎样准确计算希格斯机制的质量？希格斯机制需要的希格斯粒子是否存在，这些理论本身并不能确定。因此希格斯机制并没有化解现代量子场理论描述基础的危机，而只不过是改变了这种危机的方式。3．现存的场量子理论中，不仅描述电磁作用的QED，包括描述弱电统一的萨拉姆和格拉肖的模型、描述强作用的量子色动力学，以及包括超弦理论在内，凡涉及到与真空相关联的计算，就总会有无穷大的发散项， 例如真空自能发散、真空涨落发散、跃迁矩阵元紫外发散等等。所有这些事实皆表明，量子场理论描述真空受激发产生出虚粒子的真空观、与实际并不相符。因此，要解决现代量子场理论描述基础的危机，就应当离开量子场理论的虚粒子真空观，依照真空受激发表现出来的现象事实，去重新认识真空，从而形成全新的描述依据。这是实现量子场理论描述基础正确，使其完备自洽，不产生无意义的发散项、并能够适用于任何相互作用，对量子化场理论作出根本改善的关键。

1925年量子力学创立之后不久，P.A.M.狄拉克于1927年、W.K.海森伯和W.泡利于1929年相继提出了辐射的量子理论，奠定了量子电动力学的理论基础。 在量子力学范围内，可以把带电粒子与电磁场相互作用当作微扰，来处理光的吸收和受激发射问题，但却不能处理光的自发射问题。因为如果把电磁场作为经典场看待，在发射光子以前根本不存在辐射场。原子中处于激发态的电子是量子力学中的定态，没有辐射场作为微扰，它就不会发生跃迁。自发射是确定存在的事实，为了解释这种现象并定量地给出它的发生几率，在量子力学中只能用变通的办法来处理。一个办法是利用对应原理，把原子中处于激发态的电子看成是许多谐振子的总和，把产生辐射的振荡电流认定与量子力学的某些跃迁矩阵元相对应，用以计算自发射的跃迁几率。从这个处理办法可以得到M.普朗克的辐射公式，以此反过来说明对应原理的处理是可行的。另外一种办法是利用A.爱因斯坦关于自发射几率和吸收几率间的关系。虽然这些办法所得的结果可以和实验结果符合，但在理论上究竟是与量子力学体系相矛盾的──量子力学的定态寿命为无限大。 1947年实验物理学提出了挑战。在此以前，狄拉克相对论波动方程对描述电子行为是十分成功的：它能预指出电子自旋为1/2,磁矩（称为玻尔磁子），所给出的氢原子能级和实验也符合得较好。由于实验技术的迅速发展，更精确的测量给出氢原子的2P1/2和2S1/2态能量稍有差别，而狄拉克方程给出这两个状态能量相同。这个差别称为兰姆移位。另外，电子磁矩也略偏离于一个玻尔磁子。在此以前曾考虑过，电子是要和电磁辐射场的真空涨落相互作用的。但计算这种相互作用能遇到了发散困难，因此被搁置起来。在确切的实验结果面前，就非解决不可了。兰姆移位发现后一年，H.A.贝特就作了一个估算。他考虑处于2S1/2和2P1/2态的电子和真空涨落的相互作用能虽然都是无限大，但经过一些近似处理它们的差可得出有限值，而且和实验定性符合。于是如何从无限大中分出有意义的有限部分就成为一系列新的计算的共同指导思想，虽然这些尝试都还比较成功，但它们都有一个共同的问题：从无限大分出有意义的有限结果的过程都很繁琐而且不很可靠。因此需要找出明确、简洁而且在理论上有根据的办法，它的结果还要和实验符合。新的理论体系是由R.P.费因曼、J.S.施温格、朝永振一郎、F.J.戴森等人在1948～1949年建立的。他们用“重正化”的概念把发散量确切而不含混地归入电荷与质量的重新定义之中，从而使高阶近似的理论结果都不再包含发散。发散量的处理充分利用了相对论协变性和规范不变性。新理论表述之所以能够作到确切地处理发散量，是因为从一开始就把理论表述严格地建立在相对论协变形式及规范不变要求的基础之上。 在新的理论表述形式下进行了各种过程的高阶修正的计算，这些结果都满足了由于实验条件和精确度的提高对理论提出的愈来愈高的要求。量子电动力学是一种规范场的理论。将电磁作用和弱作用统一起来是量子场论的一个重要发展阶段。电弱统一理论的标准模型以及描述强相互作用的量子色动力学都是属于规范场理论的范畴。它们的建立都从量子电动力学的理论及方法中得到借鉴和启示。从量子电动力学的研究中建立起来的重正化理论不仅用于粒子物理，而且对统计物理也是有用的工具（见相和相变、重正化群）。

量子电动力学（QED）属于量子场论（QFT）的一个分支。QFT又被称为相对论性多粒子量子力学所谓相对论性，是指把狭义相对论当做基本原理。所谓多粒子，是指涉及到了粒子的创生湮灭过程。如在粒子碰撞过程中得到的不仅仅只有原来的粒子，也会有新的其他粒子产生。这些特性是量子力学不具有的。

大二。量子电动力学是应用物理学专业二年级学生开设的专业基础课，量子电动力学简介量子场论发展中历史最长和最成熟的分支。简写为QED，主要研究电磁场与带电粒子相互作用的基本过程。在原则上，原理概括原子物理。

① 电子吸收或发射一个光子之后改变其运动状态，以图1a表示；②　正电子吸收或发射一个光子之后改变其运动状态，以图1b表示，图中与时间方向相反的箭头表示正电子（电子的反粒子）；③　光子转变为电子—正电子对，以图1c >表示；④　电子—正电子对湮没为光子，以图1表示。由于能量—动量守恒的要求，单独由HI作用一次还不能构成实际过程。例如康普顿散射电子（四动量p）+光子（四动量k）→电子（四动量p"）+光子（四动量k"）的最低阶由图2a组成，这个图是由HI作用两次（图上相应有两个顶点），其振幅与电子电荷的二次方值e2成正比，而几率与e4即与精细结构常数的二次方值α2成正比。正负电子对湮没为两个光子最低阶由图2b组成。

从学科定位来看：量子光学是光学的一个分支，主要侧重于光现象的量子效应，当光的粒子数密度极高，且探测仪器分辨本领远低于一个光子的能量时，用波动光学即可。而量子电动力学则是关于带电物质与电磁场相互作用的量子理论，当带电物质的粒子性或者电磁场的波动性可忽略时，用经典电动力学描述即可。从原理上讲：量子光学是将光视为量子电磁场，对光的特性及其与物质相互作用进行研究的理论；量子电动力学（QED）是关于量子电磁场本身以及带电物质与量子电磁场相互作用的电磁理论；量子场论是研究各种量子场及其一般特性的理论。即有：量子场论>量子电动力学>量子光学。

前者描述电磁相互作用，后者描述强相互作用。前者对应的规范对称性是U（1），是阿贝尔的；后者对应的规范对称性是SU（3），是非阿贝尔的，这也导致强相互作用和电磁相互作用有很大的不同，我们知道电磁相互作用是长程相互作用，媒介粒子是光子，而强相互作用是短程的，媒介粒子是胶子，量子色动力学引入了一个新的自由度，叫色，而胶子可以有8种色，正因如此QCD具有夸克禁闭，渐进自由这样奇异的性质。

费曼图记录了量子场在给定初始状态下的不同演化方式。除了初始和最终粒子是可以被探测到的真实粒子之外，在这些图中充当信使的粒子被称为虚拟粒子，这些是无法被探测到的粒子，它们会表现出一些相当奇怪的特性，它们只是用来描述两个电子在一定距离内如何相互作用的中介。 数学上，每一种情形，每一个费曼图，都对应一个非常严格的方程，虚粒子只是直观地解释方程某些部分的一种方式。也就是说，尽管它们只是由我们的数学模型产生的中介物，但考虑这些虚粒子是必要的，因为它们解释了场的相互作用，因此也解释了电子的行为。 但是如果我们想要预测电子的实际行为，这并不能给我们太多帮助。我们想知道，如果我们进行这个实验，会发生哪些情况？这个问题的答案是微妙的，可能看起来违反直觉，但这正是使量子理论如此强大的原因。 我们的宇宙并不只遵循其中一种情况，它根据所有可能的情况同时发展。在某种程度上，从一个给定的初始情境开始，所有的可能性都同时、平行地发生，作为每一个可以想象的场景的叠加。为了描述电子的行为，有必要考虑量子电动力学中的所有费曼图。 在量子电动力学中，它允许我们为每种情况计算一个数字： 振幅。我们可以把每一个图表想象成层，它们的振幅是一种不透明度。许多不同的场景有不同的振幅，通过对所有这些不同振幅的场景进行叠加，就像我们叠加了许多不透明的层一样，这样我们就可以计算系统的概率。 费曼图与其说是对真实现象的描述，不如说是一种非常强大的工具，它允许我们计算观察到结果的概率。当我们在现实世界中进行这个实验时，如果我们抛出两个电子，它们在某种程度上互相排斥。在我们的尺度上，我们有这样的印象：两个电子受到一个连续的力，而从根本上说，这个力只是电子通过虚粒子交换运动的所有可能的相互作用的概率合成。 总之，量子电极动力学是一个复杂的理论，但它允许我们以令人震惊的方式预测电子、正电子和光子如何相互作用。通过综合所有具有不同振幅的可能场景，该理论在基本尺度上解释和预测了所有光学定律和光与物质相互作用时的行为。 从 历史 上看，这个模型是量子场理论的第一个成功例子，它将物质描述为量子场，将相互作用描述为虚粒子，并提出了一种基于图和振幅的非常优雅的计算方法。

量子电动力学(QuantumElectrodynamics，英文简写为QED)是量子场论中最成熟的一个分支，它研究的对象是电磁相互作用的量子性质(即光子的发射和吸收)、带电粒子的产生和湮没、带电粒子间的散射、带电粒子与光子间的散射等等。它概括了原子物理、分子物理、固体物理、核物理和粒子物理各个领域中的电磁相互作用的基本原理。量子电动力学是从量子力学发展而来。量子力学可以用微扰方法来处理光的吸收和受激发射，但却不能处理光的自发射。电磁场的量子化会遇到所谓的真空涨落问题。在用微扰方法计算高一级近似时，往往会出现发散困难，即计算结果变成无穷大，因而失去了确定意义。后来，人们利用电荷守恒消去了无穷大，并证明光子的静止质量为零。量子电动力学得以确立。量子电动力学克服了无穷大困难，理论结果可以计算到任意精度，并与实验符合得很好，量子电动力学的理论预言也被实验所证实。到20世纪40年代末50年代初，完备的量子电动力学理论被确立，并大获全胜。量子电动力学认为，两个带电粒子(比如两个电子)是通过互相交换光子而相互作用的。这种交换可以有很多种不同的方式。最简单的，是其中一个电子发射出一个光子，另一个电子吸收这个光子。稍微复杂一点，一个电子发射出一个光子后，那光子又可以变成一对电子和正电子，这个正负电子对可以随后一起湮灭为光子，也可以由其中的那个正电子与原先的一个电子一起湮灭，使得结果看起来像是原先的电子运动到了新产生的那个电子的位置。更复杂的，产生出来的正负电子对还可以进一步发射光子，光子可以在变成正负电子对……而所有这些复杂的过程，最终表现为两个电子之间的相互作用。量子电动力学的计算表明，不同复杂程度的交换方式，对最终作用的贡献是不一样的。它们的贡献随着过程中光子的吸收或发射次数呈指数式下降，而这个指数的底，正好就是精细结构常数。或者说，在量子电动力学中，任何电磁现象都可以用精细结构常数的幂级数来表达。这样一来，精细结构常数就具有了全新的含义:它是电磁相互作用中电荷之间耦合强度的一种度量，或者说，它就是电磁相互作用的强度。

这取决于你看哪个人写的电动力学。国内一般用的郭硕宏《电动力学》，我们学校用叶邦角自编的《电磁学和电动力学》（吐槽）。比较推荐的参考书目有1、朗道第二卷《场论》1～9章（强烈推荐）；2、Jackson《An introduction to Electrodynamics》.；数学推荐：高数、线性代数就不推荐了，都可以！数学物理方法梁昆淼《数学物理方法》第1到10章、柯朗·希尔伯特《数学物理方法（卷一）》（慎用！）一、国内教材国内的电动力学学习前主要需要看电磁学的1、静电场，知道高斯定律并能熟练推导相关模型；2、静磁场，知道Biot-savart定律并能熟练推导；3、静磁场的安培环路定律并能熟练推导相关模型；4、法拉第电磁感应定律并能熟悉推导相关模型；5、极化电荷及其介电函数理论；6、磁化电流及其相关模型的熟练推导；7、Maxwell方程组及其推导（尤其是位移电流的引入部分）。但并不是说电磁学就这么点内容，电磁学还有迈斯纳效应、BCS唯象理论等等你需要学习数学物理方法和矢量分析的内容，包括但不限于1、矢量分析；2、复变函数论；3、积分变换（Laplace变换和Fourier变换）；4、偏微分方程（方程的建立和分离变量法）；5、特殊函数论（勒让德函数、贝塞尔函数、黎曼zeta函数等）；6、线性代数（包括线性变换和二次型、双线型）。二、国外教材因为国外的电动力学都是讲场论的，所以你不需要知道电磁学的任何内容。但你必须先学会1、分析力学（包括变分法推导正则方程、哈密顿理论、哈密顿-雅可比方程）；2、狭义相对论（包括相对论时空观和相对论力学）。数学必须会1、基本的变分法；2、微积分及其外微分形式；3、基本的张量分析（以爱因斯坦求和约定形式的）；4、复变函数；5、积分变换；6、偏微分方程；7、特殊函数。以上是我的想法。

《数学物理方法》 《量子力学》 《电动力学》 《物理化学》是大学理科类专业必修的四门课程，是大学物理的四大天书。1.《数学物理方法》是物理系本科各专业以及部分工科专业学生必修的重要基础课，是在"高等数学"课程基础上的又一重要的基础数学课程，它将为学习物理专业课程提供基础的数学处理工具。全书内容分为10章，分别介绍矢量分析与场论的基础知识、数学物理定解问题的推导。求解数学物理问题的分离变量法、行波法与积分变换法、Green函数法、变分法、二阶线性常微分方程的级数解法与Sturm，Liouville本征值问题、特殊函数（一）——Legendre多项式、特殊函数（二）——Bessel函数以及积分方程的基本知识．2.量子力学（Quantum Mechanics），为物理学理论，是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。.电动力学（electrodynamics） 电磁现象的经典的动力学理论。通常也称为经典电动力学，电动力学是它的简称。它研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。迄今人类对自然界认识得最完备、最深入且应用也最为广泛的是电磁相互作用，因而研究电磁相互作用的基本理论-电动力学有其特殊的重要性，它渗透到物理学的各个分支。它比电磁学研讨的问题立足点更高，应用到的数学基础更艰深，理论性更强，论述也更深入和普遍。4.物理化学本书贯彻了在物理学基础上讲授物理化学并在其上构筑化学大厦的基本思想，内容包括：绪论、热力学第一定律、热力学第二定律（含多组分体系热力学）、相平衡、化学平衡、统计热力学、界面现象、化学动力学、电化学、胶体化学。