这回我们从几个日本人开始讲起。也顺便补充一下强相互作用的内容。为啥说补一下呢？那是因为对于强相互作用的研究其实在30年代就开始了。但是我们前边讲的主线是量子力学的创立，以及不确定性引起的论战。爱因斯坦和玻尔隔空对阵，还有薛定谔带着宠物猫登场。后来就是二战爆发，大家的注意力都在原子弹的研究上。我实在是一张嘴讲不了两家事。现在原子弹工程已经过去了，而且战后的物理学发展也跟强相互作用有关系。那么咱们就把这事儿给补上。
就在查德威克发现中子以后，大家都很好奇，原来原子核是质子和中子构成的。中子是不带电的，彼此抱团是不成问题的。但是质子是带正电的，彼此之间是相互排斥的。到底是什么样的力量在起作用。能够抵御电磁力的作用呢？其中就有一个人对此很着迷，以至于辗转反侧睡不着觉了。这个人就是日本的汤川秀树。汤川秀树出生在一个日本的书香门第啊。他父亲是京都大学的一位地学教授。在地质学和地理学方面都有建树。汤川秀树从小的喜爱各种各样的知识，考古啊、书画、围棋、刀剑。这孩子都喜欢。还特别喜欢中国文化。你看日本人受我国影响还是很深啊。他爹也开明，让孩子自己选择将来的发展前途。人家没逼着孩子非要学啥科目。汤川秀树就把目标选定在了物理学上。那时候日本还相对落后，汤川就拼命收集各种的资料，他特别喜欢搜集量子力学方面的资料。他自己啃遍了德国的论文，海森堡薛定谔的论文他都啃了一遍。他隐隐约约的觉得，两者应该是统一的。后来看到了玻恩的几率解释。他开心坏了。他觉得跟自己想到一块儿去了。
汤川就把他的想法给提出来了，1933年4月在仙台的一次会议上，他就递交了论文。认为核力应该是一种短程力，也是来自于交换电子产生的的。结果被仁科芳雄给批评了一顿。因为他知道，交换电子根本不够用。电子的质量太小了。1934年，汤川从一本杂志上看到费米的文章，说电子中微子可以当作交换粒子来用。很多方面比汤川君想的详细多了。但是电子中微子的质量太小了，根本就产生不了那么强大的核力。这事儿让汤川秀树虚惊一场。
后来，汤川提出了他的理论，他认为质子、中子这种核子之间，都是彼此在交换一种比电子要重，但是比核子要轻得多的粒子来产生吸引的。这样原子核才能够不散架子。这个粒子，绝对不是已知的粒子。不能老在已知的这些个粒子里面打转转，他们没一个够格的。但是接下来麻烦又来了。到底这个粒子有多大呢？可不可以观测到呢？像电磁作用的虚光子，那就是不可以观测的。汤川君，你的这个粒子能不能观测啊？他到底有多大啊？要是不知道大小，那么怎么去做实验检测啊？就好比警察抓犯人，你不给个体貌特征，让警察上哪儿抓去啊？汤川秀树很巧妙的解决了这一问题。它计算出来，这个粒子应该有200个电子质量。这个200倍的电子质量是怎么估算出来的呢？说来很简单，靠的正是海森堡大名鼎鼎的测不准原理。这倒奇怪了，测不准原理居然能测准东西？这是怎么回事儿啊？原来，汤川君并不是要精确计算介子的质量，他只是估算一下大概多重，那么只要数量级不错，那就OK。我们知道，测不准原理有一个表述是能量的误差和时间的误差相乘，大概是普朗克常数这个量级。数学表述就是ΔtΔe～h。也就是说，一个过程，时间约精确，那么能量就越不精确。能量越精确，那么时间就越不精确。那么假如毛估一下数量级，那还是可以做到的。介子就在原子核里面活动，想来活动范围就是一个原子的直径。我们不知道它的运动速度。满打满算以光速运动，那么时间就可以大致确定。那么就可以反推出来，有多大的能量级别。根据能量公式，就是大名鼎鼎的E=mc2就可以估算出介子的质量。计算以后，得到结果大约是200个电子质量。可以带正电，也可以带负电，也可以不带电。
在当时，没人喜欢一种没人看到过的新粒子，1937年，玻尔访问日本，他就不赞成汤川秀树。海森堡也不同意汤川。汤川把论文寄给美国的物理评论杂志，当时小有名气的奥本海默，就给扔一边儿去了。要想让人们承认，必须在实验室里面找到这种粒子，那大家就都没话说了，心服口服。可是那时候想弄出这个粒子，需要很大的能量。那年头加速器还是草创期，搞不了多大。第一个加速器只有12厘米大，端在手里都可以。那么只有去研究宇宙射线了。这东西能量大，说不定能发现这东西的踪迹。1936年，美国人安德森和尼德迈耶发现在宇宙射线里面有一种粒子，质量明显比电子大得多，但是又比质子小得多。这玩意儿到底是个啥？他们就写成论文发表了。汤川心里乐开了花啊，这不就是自己预言的那个粒子嘛，他写了份论文，寄给了英国的《自然》杂志。人家直接给拒了。倒是印度的一位物理学家给汤川君点了个赞。人家发表了论文，给汤川君的这个粒子起名字叫做“介子”。汤川的理论得到了大家的认可。后来大家深入研究下去，发现，这东西跟汤川的预言对不上茬啊。三个意大利物理学家为了躲避德国人的抓捕躲到一个地下室小黑屋里不敢出去。他们就在小黑屋里面闷头计算。发现这个粒子，其实不是汤川粒子。整个大战期间，好多事儿都被耽误了。物理学界要么去造原子弹了。要么没有了科研经费。只能自己在家憋着。一直到了战后，大家在喘了口气上来。回归书斋继续做科学研究。1947年，英国人用气球钓了个照相设备到高空。在高空拍摄到了清晰的宇宙射线轨迹。有一个轨迹很奇怪，一个粒子的轨迹，在半途中发生了改变。好像变轻了一点儿。这事儿非常奇怪。那时候，汤川一伙日本人已经跟美国的马沙和贝特不约而同的提出了双介子理论。就是是说，介子不止一种。这回英国人的照片清晰的显示出了这一点。一个π介子，在途中变成了另外一种μ介子。π介子才是汤川当初预言的那种粒子。安德森用威尔逊云室观测到的是μ介子。后来意大利人闷头在小黑屋里面算的就是这个μ介子。到了1949年，汤川因此获得了诺贝尔物理学奖。这也是第一个获得炸药奖的日本人。更让日本人自豪的是，这个汤川可是土生土长日本自己培养的，人家没留过学。不过得了奖以后，奥本海默立刻就把汤川君请到了普林斯顿。人出名了，待遇就不一样了是吧。奥本海默当年可不是这么客气的。
二战期间，好多日本科学家都参加了军事科技的研究。仁科芳雄就算一个。日本也想搞核计划，最后没搞出来。领头的就是这个仁科芳雄。跟军事挨不上边儿的，那就只能一边儿凉快去了。那没办法啊。比如有的物理学家就不得不去研究磁控管。这东西是做大功率无线电设备的关键器件。特别是雷达这种东西。他还写了一篇有关磁控管的论文呢！不过他还是呼吁，再艰难也要搞学术研究。不能傻等着啊。此人就是汤川秀树的同学，他叫朝永振一郎。
朝永振一郎对此当然都很清楚。1941年，任东京文理科大学物理学教授的时候，他就提出过量子场论的超多时理论。要不说呢，机遇偏爱就准备的头脑啊。人家早就考虑过这个问题。只是二战的时候没空。人家二战的时候研究雷达去了。打完仗了，人家又开始考虑学术问题了。他就在原来的基础之上，提出了一种办法，叫做重正化。论文一发表，大家全收傻了眼啊。为啥啊？因为就在此时，有三个人差不多同时提出了重正化的方案。搞重正化的小组其实还有不少。大家的主要方向就是兰姆位移和反常磁矩。有一个就是非常顽皮的费曼先生，他搞出了个费曼图。还有一位是非常怪异的施温格。这位仁兄好像生活作息昼夜颠倒。下午4点半起床就算是难得了。每天的第一顿饭是晚饭。这完全是个另类啊。现在又从日本冒出一个朝永振一郎。他的办法好像也是行的通的。这三个人的办法好像都行得通。这可叫人昏倒啊。
这几种办法背后是一回事儿吗？又有谁能统一这三种方法呢？
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