电磁力，是电荷在电磁场中所受力的统称。这是对电磁力最浅显的认知。

再深入点，有人会知道电磁力是电磁场中带电粒子之间的相互作用。而在量子场论里，电磁场属于规范场，又叫做媒介子场。

电磁力，就是电磁场的规范场粒子交换的结果。而电磁场的规范场粒子就是光子。

但光子，到底是如何在两个电子之间交换的呢？这种交换，是如何表现成我们熟悉的力？

先看看量子电动力学对电磁力的第一种解释。

电磁场，是人类最早认识的规范场。

通俗的说，量子化的电磁力理论被称为量子电动力学，它就是用来描述，带电粒子与光子到底是怎么相互作用的。

在量子电动力学的理论体系下，两个带电粒子之间的电磁力，就是通过交换光子实现的。而最能简单、直观地表现粒子之间的这种交换关系，非费曼图不可。

费曼图，是美国著名物理学家费曼，继薛定谔和海森堡后，提出的第三种解释量子力学的方法。因为其能非常直观形象的描述各种粒子的相互作用，而大受欢迎。它将三维空间简化为一个横坐标，纵坐标用来表示时间，所以又叫做

如上图，一个电子在A处发射出一个光子γ ，能量降低，转换为动量；另一个电子在B处吸收一个光子γ ，变成高能电子，然后再释放出光子，能量降低，转换为动量；这光子γ会在两个电子之间被踢来踢去，循环往复，能量和动量就在两个电子之间相互传递，表现为两个电子之间的斥力。

所以，每个电子的动量变化率，等于另一个电子向它释放的电磁力。

有趣的是，上面只是最简单的一种解释。基于量子诡异的各种特性，在量子理论下还有更深层次的解释。

电磁力的第二种进阶版解释：在溟灭中，无限循环

如果考虑到量子更深层的特性话，比如量子涨落。电子在A处在发射出一个光子后，光子可以变成一个“正反电子对”（光子代表能量，量子场论中，能量可以产生虚粒子对），然后正反电子又会相互溟灭而释放出另一个光子，这个光子再被另一个电子在B处吸收。

后面的流程就和上面差不多。但其中最关键的思考点是，光子变成正反电子对，正反电子泯灭又变成光子，这是可以无限循环的，那它们到底要循环好多轮，再被另一个电子吸收？

因为，两个电子间，光子的传递过程我们无法观测，也看不到，完全是由理论推导出来的现象描述，所以这一过程被称为虚过程，这过程中产生的粒子都叫虚粒子。

说到这，很多人会提出质疑。既然无法观察到，而且第一种解释更为简单，根据奥康姆剃刀原则“如无必要,勿增实体”，应该剔除第二种解释才对。

但实际上，第二解释可能才更接近本质。为了说清为什么不能剔除第二种解释，就不得不提到，神奇的g因子的由来及发展史了。

先了解下，孕育出的朗德因子（g因子）的塞曼效应

朗德因子最早来源于经典物理和化学中，是阿尔佛雷德·朗德试图解释反常塞曼效应时，提出的一个常数，反映的是塞曼效应中磁矩与角动量之间的联系。

塞曼效应是指原子在外磁场中发光谱线发生分裂且偏振的现象；历史上首先观测到并给予理论解释的是谱线一分为三的现象，后来又发现了较三分裂现象更为复杂的难以解释的情况，因此称前者为正常或简单塞曼效应，后者为反常或复杂塞曼效应。

简单来说，电子以能级的形式围绕原子核旋转。电子可在不同能级之间移动，称为跃迁。从高能级到低能级会释放光子，从低能级到高能级会吸收光子。

表达公式为：hv=E2 - E1

h为普朗克常量；v为光子频率；E2 - E1就是两个能级之间的能量差。

电子绕原子核运动，会形成环形电流，产生磁矩；原子核本身自旋，也会形成磁矩；电子磁矩和原子核磁矩共同构成原子磁矩。

当将原子放入外部磁场里，外部磁场会与原子磁矩相互作用，增加了原子的能量，从而使得原来的能级发生分裂，一个能级变成几个能级。能级的变化对应了电子跃迁路径的变化，每一种跃迁路劲释放或吸收的光子能量（hv）也产生了变化，所以光子频率v就产生了变化。

而每一种光子频率v，对应着一条光谱线，这些谱线的增加就是塞曼效应

再看看g因子作为一个常数，如何在不同的科学背景下演变的。

要完美解释各种塞曼效应，就必须用到量子力学，将空间量子化。其核心就是朗德因子的提出，也称为g因子。

1）在经典理论下，讨论自旋转与轨道之间的关系时，等效的说，g因子=1。

2）在考虑高速运动的狭义相对论后，1927年汤玛斯进动将g因子修正为=2，但这是一种人为外修正的方式。

3）1928年，狄拉克方程问世，狄拉克的量子理论中，可以直接推导出g因子=2。也就是上面第一种没有虚过程的电磁力解释。

4）1947年，随着考虑到量子涨落现象，在进一步发展的量子电动力学（QED）中，朱利安·施温格等人，给出了g因子≈2.002 319 304 402的计算值。也就是上面第二种有虚过程的电磁力解释。

5）威利斯·兰姆等人实验观测到的兰姆位移效应，观察得到的g因子= 2.002 319 304 376 8（86）。

考虑到实验可能会存在的误差，1947年朱利安·施温格等人计算出的g因子数值是何其的精准。让人不得不接受第二种电磁力解释中的虚过程，确实存在。

发现电磁力的量子化解读，是科学发展的一大进步。

量子电动力学作为量子场论的一个分支，研究的是电磁相互作用的量子性质，为量子场论奠定了基础。

以量子场论的观点来看，物质存在的基本形式是量子场，每一种粒子都是每种场的量子化表现形式。作为电磁相互作用的基本原理，量子电动力学更是原子物理、分子物理、固体物理、核物理和粒子物理各个领域的基石。