光和真空光的波动—粒子性质与通过电磁理论和量子电动力学连结的真空

由于光在人类生活中起的作用太重要了，人们对于光的研究从公元前就已经开始了。那时就已经认识到光沿直线传播。公元前三世纪，希腊数学家欧几里得就出版了“光学”一书。迄今两千多年过去了，我们完全地理解了光的行为以及它所遵从的物理规律。但是，光的本质究竟是什么，它与真空的关系是什么，仍然没有完全理解。

由麦克斯韦方程组组成的经典电动力学明确地告诉我们：光是电磁波，并引入了真空的概念。而量子电动力学则认为光由光子组成，而不关心光子的频率带来的概念性问题。量子电动力学预言了一个非常复杂的所谓的真空，真空具有无穷大的零点能，不断地发生着各种虚过程，而且目前已经发现了它们都具有可以观测的效应。不可回避的光同时具有波动和粒子的属性，以及光与真空的相互作用，仍然没有满意的解决。

这些论题都是从以前发表的许多成果中抽取出来的，这些成果都列入了参考文献中。关于光子矢量势及它与真空的关系的看法和陈述都是作者自己的观点，提出一些问题，给出一些提示和答案，并期望进一步的理论与实验研究，以便改进我们关于光与真空实质的认识和理解。

全书内容分成7章：1. 引言；2. 历史的回顾和实验证据；3. 电磁波理论的基本原理； 4. 从电磁波到量子电动力学； 5. 理论、实验和问题； 6. 电磁场量子化过程与光子的矢量势的分析、非局域光子的波动与粒子表示和量子真空。7.结语。

本书作为一部专著，根据论述需要精选内容，深入浅出地清晰阐述，推导尽可能详尽。每一章末都给出了参考文献便于查阅。本书特别适合于对量子力学和量子电动力学感兴趣的高年级研究生和研究人员以及教师选做专题参考书。

丁亦兵，教授

（中国科学院大学）