威利斯·兰姆兰姆位移与重整化 | 量子群英传( 二 ) |理查德·费曼|保罗·狄拉克|阿尔伯特

式中λ的是相互作用常数，与精细结构常数（α=1/137）有关，数值应该很小。一般来说，我们只需要考虑相互作用哈密顿量中的1阶近似或2阶近似，就能得到与实验符合得不错的结果。然而，当考虑更高阶项，以为可以改进理论计算的精确度时，却经常得到无穷大发散的结果。
问题首先出现在1930年奥本海默发表的一篇论文中。他试图计算电子与电磁场之相互作用对原子中电子能级的影响［后来知道这是兰姆位移（Lamb shift）］。奥本海默发现电子自能更像一个不收敛的序列，类似于：1+1+1+1+……因此，量子场论最后计算结果预测的能级差异为无限大。
实际上，无穷大问题在经典电子学中也存在。例如，电子自能的无穷大是来源于电子的点粒子模型。经典物理中计算自身电荷产生的能量时，首先我们可以将电子当作一个半径 r 的小球，无论是将电荷均匀分布于球面上或球体中，当 r 趋近于0时，电子质量公式 m=e2/rc2 都会得到无穷大的电磁能。即当电子半径 r 趋于零时质量 m 趋于无穷。最后，经典电子论通过引进电子的有限半径（非点粒子）免除了这一发散。
惠勒（John Archibald Wheeler ， 1911 -2008）和费曼战前的文章，是根据超前-推迟势模型，经典地解决无穷大问题。他们也曾试图推广此方法用来解决量子场论中的无穷大自能问题，但最终没有成功。
这无穷大的结果困惑了物理学家多年，导致量子场论的研究停滞不前。那时，大家认为场论有根本性的问题，不是一个好的理论。因此，这个问题也激励人们提供新的观点来完善量子场论。
不过，那时的物理学家们正忙于别的事，因为二战已经开始了。
三、谢尔特岛会议
二战结束之后，物理学家们重新思考如何解决这个问题。有三次重要的会议与此有关。
1947年6月，在纽约州长岛东段的谢尔特小岛（Shelter Island）上，美国科学院专门召开会议，主题是量子力学与电子问题，实际上主要讨论当时物理中出现的突破性进展：物理学家威利斯?兰姆（Willis Eugene Lamb ， 1913-2008）和同事用战争中发展的新兴微波技术测出的 “兰姆位移”及相关问题。
这是科学史上的一件盛事，虽然与会者仅有24位，但都是一流人物。

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1947年的谢尔特岛会议 , 图源[2]
根据狄拉克方程计算，氢原子的2S（1/2）和2P（1/2）能级相同，可以简并。然而，兰姆探测后发现，这两个能级其实并不吻合，而是存在一个小小的能级差，好比梯级中这对本应一般高的台阶却有一个比另一个稍微高了一点。后来将此现象称为兰姆位移。

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兰姆在谢尔特岛会议上作报告，图源[3]
威利斯·兰姆是生于洛杉矶的美国物理学家， 1934年获得加州大学伯克莱分校化学学士学位，后来在罗伯特·奥本海默的指导下完成中子散射研究，他于1938年获得物理学博士学位。他测试了兰姆位移，并因此在1955年获得诺贝尔物理学奖。 2008年，兰姆由于胆结石疾病的并发症去世，享年94岁。
谢尔特岛会议上，有费曼，还有另一位与费曼同龄的聪明年轻人——哈佛大学的美国理论物理学家朱利安·施温格（Schwinger Julian S ， 1918-1994）。施温格和费曼同年出生于纽约，家族是波兰籍的犹太裔，从事制衣行业。施温格从小聪慧过人，也是个有名的天才。施温格的生活习惯很奇怪，习惯白天打瞌睡睡懒觉，晚上起床学习和工作。不过，他是物理学家中出了名的硬算高手，对冗长繁难的笔算非常拿手。