QED: 光と物質の奇妙な理論

リチャード・ファインマン著
QED: 光と物質の奇妙な理論
初版
著者リチャード・ファインマン(ラルフ・レイトン
による転写と編集
言語英語
主題物理
ジャンルノンフィクション
出版1985年(プリンストン大学出版局
出版場所アメリカ合衆国
ページ158ページ。
ISBN9780691083889

QED: 光と物質の奇妙な理論は、アメリカの物理学者でノーベル賞受賞者のリチャード・ファインマンが 1985 年に出版した量子電磁力学(QED)に関する4 つの講義を一般読者向けに改訂した

QED は、一般向けの科学書として設計されたもので、ウィットに富んだ文体で書かれ、教養のある一般読者が量子電気力学のごく基本的な問題を解くことができるのに十分な量子力学数学を収録しています。本書が数学の詳細さを売りにしているレベルは一般向け科学書としては珍しく、実際の教科書に載っているような簡単な光学問題を読者が実際に解くことができます。しかし、典型的な教科書とは異なり、数学は非常に簡単な言葉で教えられており、問題を効率的に解いたり、標準的な用語を使用したり、この分野のさらなる進歩を促進したりしようとはしていません。その代わりに、そのような計算で実際に何が起こっているかについての基本的な概念的理解を養うことに重点が置かれています。たとえば、複素数は、読者に素粒子に小さな時計が取り付けられていると想像してもらうことで教えられます。この本は、1985年にプリンストン大学出版局から初版が出版されました

この本

初版の表紙には、干渉現象一例である虹色に輝く シャボン玉が描かれました。

ファインマンは謝辞の中で次のように書いている: [1]

この本は、私がUCLAで行った量子電磁力学の講義の記録であり、良き友人であるラルフ・レイトンが筆写・編集したものです。実際には、原稿にはかなりの修正が加えられています。レイトン氏の教育と執筆の経験は、物理学の核心であるこの分野をより幅広い読者に紹介する上で、非常に貴重なものでした。

人々は常に、この理論とあの理論の統一に関する最新の進展を求めてくる。しかし、私たちがよく知っていることについては、何も話す機会を与えてくれない。彼らは常に、私たちが知らないことを知りたがるのだ。—リチャード・ファインマン

ファインマンの議論の多くは、透明なガラス板が入射光を部分的に反射するという、日常的な現象から生まれています。ファインマンはまた、光の性質を理解しようと奮闘した アイザック・ニュートンにも敬意を表しています。

ファインマンの講義は、もともと1979年にニュージーランドのオークランド大学でサー・ダグラス・ロブ講義として行われました。これらの講義のビデオテープは1996年に非営利ベースで一般公開され、最近ではベガ・サイエンス・トラストによってオンラインで公開されています。

この本は、1983年にカリフォルニア大学ロサンゼルス校(UCLA)で一般向けに行われたファインマンによる最初のアリックス・G・マウトナー記念講演シリーズに基づいています。この本とオリジナルのオークランド講演の違いは、 1996年6月にAmerican Journal of Physicsで議論されました[2]

2006年、プリンストン大学出版局はアンソニー・ジーによる新たな序文を添えた新版を出版しました。ジーはファインマン独特の物理学解釈を紹介し、次のように述べています。「ファインマンによれば、QEDを学ぶには二つの選択肢がある。7年間の物理学教育を受けるか、この本を読むかだ。」

4つの講義

1. 光子 - 光の粒子
量子電磁力学というテーマへの穏やかな導入となる最初の講義で、ファインマンは光子の基本的な性質について解説します。彼は、光子が部分的に反射するガラスを反射または透過する確率を測定する方法について論じます。
2. 反射と透過の適合 - 量子挙動
2 番目の講義では、ファインマンは光子が 1 点から別の点に移動するときにとるさまざまな経路と、これが反射回折などの現象にどのように影響するかについて説明します。
3. 電子とその相互作用
第3講義では、有名な二重スリット実験ヴェルナー・ハイゼンベルク不確定性原理といった量子現象を解説し、光子の透過と反射を記述します。また、彼の有名な「ファインマン図」と、量子電気力学が素粒子の相互作用をどのように記述するかについても紹介します。
4. 新しいクエリ
第4回の講義では、ファインマンは量子電磁力学の意味とその問題点について論じています。その後、「物理学の残りの部分」について説明し、量子色力学弱い相互作用重力について簡単に触れ、それらが量子電磁力学とどのように関連しているかを説明します。

注記

  1. ^ R. ファインマン (1985, 2006) QED、xxvページ、プリンストン大学出版局 ISBN 978-0-691-12717-0
  2. ^ Dudley, JM; Kwan, AM (1996). 「リチャード・ファインマンの量子電磁力学に関する人気講義:オークランド大学における1979年のロブ講義」. American Journal of Physics . 64 (6): 694– 698. doi :10.1119/1.18234.

参考文献

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