電磁力，是電荷在電磁場中所受力的統稱。這是對電磁力最淺顯的認知。

再深入點，有人會知道電磁力是電磁場中帶電粒子之間的相互作用。而在量子場論裡，電磁場屬於規範場，又叫做媒介子場。

電磁力，就是電磁場的規範場粒子交換的結果。而電磁場的規範場粒子就是光子。

但光子，到底是如何在兩個電子之間交換的呢？這種交換，是如何表現成我們熟悉的力？

先看看量子電動力學對電磁力的第一種解釋。

電磁場，是人類最早認識的規範場。

通俗的說，量子化的電磁力理論被稱為量子電動力學，它就是用來描述，帶電粒子與光子到底是怎麼相互作用的。

在量子電動力學的理論體系下，兩個帶電粒子之間的電磁力，就是通過交換光子實現的。而最能簡單、直觀地表現粒子之間的這種交換關係，非費曼圖不可。

費曼圖，是美國著名物理學家費曼，繼薛定諤和海森堡後，提出的第三種解釋量子力學的方法。因為其能非常直觀形象的描述各種粒子的相互作用，而大受歡迎。它將三維空間簡化為一個橫座標，縱座標用來表示時間，所以又叫做

如上圖，一個電子在A處發射出一個光子γ ，能量降低，轉換為動量；另一個電子在B處吸收一個光子γ ，變成高能電子，然後再釋放出光子，能量降低，轉換為動量；這光子γ會在兩個電子之間被踢來踢去，循環往復，能量和動量就在兩個電子之間相互傳遞，表現為兩個電子之間的斥力。

所以，每個電子的動量變化率，等於另一個電子向它釋放的電磁力。

有趣的是，上面只是最簡單的一種解釋。基於量子詭異的各種特性，在量子理論下還有更深層次的解釋。

電磁力的第二種進階版解釋：在溟滅中，無限循環

如果考慮到量子更深層的特性話，比如量子漲落。電子在A處在發射出一個光子後，光子可以變成一個“正反電子對”（光子代表能量，量子場論中，能量可以產生虛粒子對），然後正反電子又會相互溟滅而釋放出另一個光子，這個光子再被另一個電子在B處吸收。

後面的流程就和上面差不多。但其中最關鍵的思考點是，光子變成正反電子對，正反電子泯滅又變成光子，這是可以無限循環的，那它們到底要循環好多輪，再被另一個電子吸收？

因為，兩個電子間，光子的傳遞過程我們無法觀測，也看不到，完全是由理論推導出來的現象描述，所以這一過程被稱為虛過程，這過程中產生的粒子都叫虛粒子。

說到這，很多人會提出質疑。既然無法觀察到，而且第一種解釋更為簡單，根據奧康姆剃刀原則“如無必要,勿增實體”，應該剔除第二種解釋才對。

但實際上，第二解釋可能才更接近本質。為了說清為什麼不能剔除第二種解釋，就不得不提到，神奇的g因子的由來及發展史了。

先了解下，孕育出的朗德因子（g因子）的塞曼效應

朗德因子最早來源於經典物理和化學中，是阿爾佛雷德·朗德試圖解釋反常塞曼效應時，提出的一個常數，反映的是塞曼效應中磁矩與角動量之間的聯繫。

塞曼效應是指原子在外磁場中發光譜線發生分裂且偏振的現象；歷史上首先觀測到並給予理論解釋的是譜線一分為三的現象，後來又發現了較三分裂現象更為複雜的難以解釋的情況，因此稱前者為正常或簡單塞曼效應，後者為反常或複雜塞曼效應。

簡單來說，電子以能級的形式圍繞原子核旋轉。電子可在不同能級之間移動，稱為躍遷。從高能級到低能級會釋放光子，從低能級到高能級會吸收光子。

表達公式為：hv=E2 - E1

h為普朗克常量；v為光子頻率；E2 - E1就是兩個能級之間的能量差。

電子繞原子核運動，會形成環形電流，產生磁矩；原子核本身自旋，也會形成磁矩；電子磁矩和原子核磁矩共同構成原子磁矩。

當將原子放入外部磁場裡，外部磁場會與原子磁矩相互作用，增加了原子的能量，從而使得原來的能級發生分裂，一個能級變成幾個能級。能級的變化對應了電子躍遷路徑的變化，每一種躍遷路勁釋放或吸收的光子能量（hv）也產生了變化，所以光子頻率v就產生了變化。

而每一種光子頻率v，對應著一條光譜線，這些譜線的增加就是塞曼效應

再看看g因子作為一個常數，如何在不同的科學背景下演變的。

要完美解釋各種塞曼效應，就必須用到量子力學，將空間量子化。其核心就是朗德因子的提出，也稱為g因子。

1）在經典理論下，討論自旋轉與軌道之間的關係時，等效的說，g因子=1。

2）在考慮高速運動的狹義相對論後，1927年湯瑪斯進動將g因子修正為=2，但這是一種人為外修正的方式。

3）1928年，狄拉克方程問世，狄拉克的量子理論中，可以直接推導出g因子=2。也就是上面第一種沒有虛過程的電磁力解釋。

4）1947年，隨著考慮到量子漲落現象，在進一步發展的量子電動力學（QED）中，朱利安·施溫格等人，給出了g因子≈2.002 319 304 402的計算值。也就是上面第二種有虛過程的電磁力解釋。

5）威利斯·蘭姆等人實驗觀測到的蘭姆位移效應，觀察得到的g因子= 2.002 319 304 376 8（86）。

考慮到實驗可能會存在的誤差，1947年朱利安·施溫格等人計算出的g因子數值是何其的精準。讓人不得不接受第二種電磁力解釋中的虛過程，確實存在。

發現電磁力的量子化解讀，是科學發展的一大進步。

量子電動力學作為量子場論的一個分支，研究的是電磁相互作用的量子性質，為量子場論奠定了基礎。

以量子場論的觀點來看，物質存在的基本形式是量子場，每一種粒子都是每種場的量子化表現形式。作為電磁相互作用的基本原理，量子電動力學更是原子物理、分子物理、固體物理、核物理和粒子物理各個領域的基石。