尽管QED取得了超凡的成功，它仍然充满谜团。对于虚空空间 （真空），理论似乎提供了荒谬的看法，它表明真空不空，它到处充 斥着小的电磁涨落。这些小的涨落是解释自发辐射的关键，并且，它 们使原子能量和诸如电子等粒子的性质产生可测量的变化。虽然QED 是古怪的，但其有效性是为许多已有的最精确的实验所证实的。

　　对于我们周围的低能世界，量子力学已足够精确，但对于高能世界，相对论效应作用显著，需要更全面的处理办法，量子场论的创立 调和了量子力学和狭义相对论的矛盾。

　　量子场论的杰出作用体现在它解释了与物质本质相关的一些最深 刻的问题。它解释了为什么存在玻色子和费米子这两类基本粒子，它 们的性质与内稟自旋有何关系；它能描述粒子（包括光子，电子，正 电子即反电子）是怎样产生和湮灭的；它解释了量子力学中神秘的全 同性，全同粒子是绝对相同的是因为它们来自于相同的基本场；它不 仅解释了电子，还解释了μ子，τ子及其反粒子等轻子。

　　QED是一个关于轻子的理论，它不能描述被称为强子的复杂粒子， 它们包括质子、中子和大量的介子。对于强子，提出了一个比QED更 一般的理论，称为量子色动力学（QCD）。QED和QCD之间存在很多 类似：电子是原子的组成要素，夸克是强子的组成要素；在QED中， 光子是传递带电粒子之间作用的媒介，在QCD中，胶子是传递夸克之 间作用的媒介。尽管QED和QCD之间存在很多对应点，它们仍有重大 的区别。与轻子和光子不同，夸克和胶子永远被幽禁在强子内部，它 们不能被解放出来孤立存在。

　　QED和QCD构成了大统一的标准模型的基石。标准模型成功地解 释了现今所有的粒子实验，然而许多物理学家认为它是不完备的，因 为粒子的质量，电荷以及其它属性的数据还要来自实验；一个理想的 理论应该能给出这一切。

　　今天，寻求对物质终极本性的理解成为重大科研的焦点，使人不自觉地想起创造量子力学那段狂热的奇迹般的日子，其成果的影响将 更加深远。现在必须努力寻求引力的量子描述，半个世纪的努力表明， QED的杰作——电磁场的量子化程序对于引力场失效。问题是严重的， 因为如果广义相对论和量子力学都成立的话，它们对于同一事件必须 提供本质上相容的描述。在我们周围世界中不会有任何矛盾，因为引 力相对于电力来说是如此之弱以至于其量子效应可以忽略，经典描述 足够完美；但对于黑洞这样引力非常强的体系，我们没有可靠的办法 预测其量子行为。

　　一个世纪以前，我们所理解的物理世界是经验性的；20世纪，量子力学给我们提供了一个物质和场的理论，它改变了我们的世界；展 望21世纪，量子力学将继续为所有的科学提供基本的观念和重要的工 具。我们作这样自信的预测是因为量子力学为我们周围的世界提供了 精确的完整的理论；然而，今日物理学与1900年的物理学有很大的共 同点：它仍旧保留了基本的经验性，我们不能彻底预测组成物质的基 本要素的属性，仍然需要测量它们。

　　或许，超弦理论是唯一被认为可以解释这一谜团的理论，它是量子场论的推广，通过有长度的物体取代诸如电子的点状物体来消除所 有的无穷大量。无论结果何如，从科学的黎明时期就开始的对自然的 终极理解之梦将继续成为新知识的推动力。从现在开始的一个世纪， 不断地追寻这个梦，其结果将使我们所有的想象成为现实。

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