人类的存在纯属侥幸。我们的生活之所以是现在这个样子,是由一系列不可思议的巧合造成的,这个世界只是众多可能性中的一种。在其他世界中,可能是另一番景象。我们不禁会思考这样的问题:如果我们的世界遵循另一套物理定律会怎样?如果我们生活在平行宇宙中呢?如果机器人比人类还聪明呢?如果人类灭绝了呢?
科学家对这类问题进行了深入的思考和讨论,在本书中,他们给出了对有趣问题的正经而认真的回答,55个关于多宇宙、外星生命、世界末日的终极问题。理查德·费曼 (1918-1988) 这说的是理查德·费曼。回忆起上世纪四十年代末在康奈尔大学的时光,那时量子电动力学这个描述光和物质相互作用的新理论正遭遇巨大的危机。
即便是计算最简单的电子和光子之间的相互作用也极其复杂,即便是当时最优秀的物理学家对它也心生恐惧。除此之外还有其他问题让大家对整个量子电动力学都产生了怀疑。费曼的由棍状线组成的图,现在被称为费曼图,挽救了当时的局面并且成为物理学中不可或缺的工具。费曼依靠直觉的方法并没有影响他对物理的洞察力,但是它确实妨碍了沟通。当费曼第一次在会议上展示他的费曼图,参会者并没有被吸引。
他无法给出将直线和波浪线转化成方程的方法,也无法证明他的图并不是障眼法。从某种意义上讲,费曼得到了正确的费曼规则,但是他不清楚这些规则的适用范围有多广。戴森最终是弗里曼·戴森建立起这些规则。戴森证明如果我们把量子场论看做将量子力学和狭义相对论结合的第一个尝试,这些规则应该是什么样子。戴森系统阐述了这些观点并且证明它们是可靠的,这样应用这些规则变得简单很多。
费曼图解决了困扰量子电动力学的一个问题:考虑任意个虚光子参与的过程并将这些过程纳入计算中。但这里有另外一个问题。即便是单一的虚光子也可以携带任意大小的能量。这意味着仅仅考虑一个虚光子的过程也会得到无穷大的结果。施温格和朝永振一郎分别独立找到了解决这个困难的办法:放弃孤立的裸粒子的概念,在计算中将相应的粒子场也考虑进去,如果在计算中使用有效电荷和有效质量,无穷大就会消失。费曼也找到了类似的方法。
然而,这个方法只考虑了包含一个或两个虚粒子的过程。目前还不清楚这些方法是否能包含更多虚粒子。在数学家对量子物理技巧的理解的帮助下,戴森挺身而出,他表明表明费曼、施温格和朝永振一郎的方法适用于包含任何数量虚拟粒子的过程。