量子场论

出处：按学科分类—自然科学总论 天津人民出版社《自然辩证法辞典》第834页（542字）

研究基本粒子相互作用和相互转化规律的理论。

本世纪30年代量子力学建立以后，对于接近光速运动的高能粒子，也用量子化的方法揭示它们之间相互作用和转化的运动规律，建立了量子场理论。由于研究对象是高速运动的粒子，相对论效应是一个必须解决的理论问题，由此出现运动粒子具有产生、消失和相互转化为其他粒子的现象，使洛伦兹协变性下的守恒性具有了新的内容。

量子场论不仅反映了高速运动粒子的波粒二象性，同时也进一步协调了物理学中场和粒子的概念，在理论上得到一个统一的描述。例如它对电磁场进行量子化，得到了光子的概念。

电磁场的量子是光子，光子是静止质量为零的粒子，用光子的产生、消失和转化研究电磁场。另一方面引进电子场、介子场等其它静止质量不为零的粒子场，而粒子作为场量子的产生、消灭和转化而纳入场的概念下研究，称为二次量子化。

1927年狄拉克(Dirac)首先对电磁场量子化，用光子描述电磁场，接着研究相对论电子波动方程引进电子场，在量子化电子场中，场的激发代表电子产生，激发消灭代表电子消失。以后又研究电子场和电磁场的相互作用和转化的量子化规律，而形成了量子电动力学，这是量子场论一个成熟的分支。近年来由于高能物理实验的发展，量子场论也得到进一步发展。