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保罗·狄拉克（全名：保罗·阿德里安·莫里斯·狄拉克，Paul Adrien Maurice Dirac，1902年8月8日—1984年10月20日），出生于英国布里斯托，理论物理学家，量子力学奠基者之一，英国皇家学会院士，1933年诺贝尔物理奖获得者，生前是佛罗里达州立大学名誉教授。 保罗·狄拉克1921年以第一级荣誉工程学士的成绩从布里斯托大学毕业；1923年再度以第一级荣誉的成绩从布里斯托大学毕业，并进入剑桥大学 ；1926年获得剑桥大学物理学博士学位，同年应邀任圣约翰学院研究员；1927年前往德国哥廷根，同年受到邀请参加第五届索尔维会议 ；1929年被任命为数学物理的高级讲师；1930年当选为英国皇家学会院士；1932年担任剑桥大学卢卡斯数学教授；1933年获得诺贝尔物理奖 ；1961年当选为宗座科学院院士；1969年辞去剑桥大学职务并接受佛罗里达州立大学提供的教职；1984年10月20日在佛罗里达州塔拉哈西逝世，享年82岁。 保罗·狄拉克发展了量子力学，提出了狄拉克方程，并且从理论上预言了正电子的存在。 人物生平 1902年8月8日，保罗·狄拉克出生于英格兰西南部的布里斯托，成长在毕晓普斯顿区的城市。 1921年，以第一级荣誉工程学士的成绩从布里斯托大学毕业，之后免学费攻读布里斯托大学数学学士学位，由于已完成的工程学位，他被允许抵免第一年的课程。 1923年，再度以第一级荣誉的成绩从布里斯托大学毕业，并获得140英镑的奖学金。加上来自约翰学院的70英镑，这笔钱足够他在剑桥大学居住与求学。进入剑桥大学之后在拉尔夫·福勒的指导下开始接触原子理论。 1926年，发表题为《量子力学》的论文，获得剑桥大学物理学博士学位；同年，应邀任圣约翰学院研究员；9月，在福勒的建议之下前往位于哥本哈根的尼尔斯·玻尔研究所作了一段时间的研究。 1927年2月，前往德国哥廷根，在此待了几个月，并结识了赫尔曼·外尔、马克斯·玻恩、罗伯特·奥本海默等人。 1927年，受到邀请参加了第五届索尔维会议（电子与光子）；同年，当选为圣约翰学院院士。 1929年，被任命为数学物理的高级讲师。 1930年，当选为英国皇家学会院士。 1931年，被当时担任普林斯顿大学教授的凡勃伦邀请到普林斯顿大学 。 1932年，接替约瑟夫·拉莫尔担任剑桥大学卢卡斯数学教授。 1933年，与埃尔温·薛定谔共同获得诺贝尔物理奖；12月12日，在斯德哥尔摩发表了诺贝尔奖得奖演说，题目为“电子与正电子的理论”。 1961年，当选为宗座科学院院士。 1969年，为了与他的女儿玛丽住得近一点，辞去剑桥大学的职务并接受佛罗里达州立大学提供的教职。 1982年，健康开始恶化。 1984年10月20日，在佛罗里达州塔拉哈西逝世，享年82岁 。死后埋葬于当地的罗斯兰公墓 。 主要成就 科研成就 狄拉克方程 保罗·狄拉克原来从事相对论动力学的研究，自从1925年沃纳·海森堡访问剑桥大学以后，受其影响，转向量子力学的研究。1928年，他把相对论引进了量子力学，建立了相对论形式的薛定谔方程，也就是狄拉克方程。这一方程具有两个特点：一是满足相对论的所有要求，适用于运动速度无论多快的电子；二是它能自动地导出电子有自旋的结论。这一方程的解很特别，既包括正能态，也包括负能态。保罗·狄拉克由此做出了存在正电子的预言，认为正电子是电子的一个镜像，它们具有严格相同的质量，但是电荷符号相反。他根据这个图象，还预言存在一个电子和一个正电子互相湮灭放出光子的过程；相反，这个过程的逆过程，就是一个光子湮灭产生出一个电子和一个正电子的过程也是可能存在的。1932年，美国物理学家卡尔·大卫·安德森在研究宇宙射线簇射中高能电子径迹的时候，发现强磁场中有一半电子向一个方向偏转，另一半向相反方向偏转，经过仔细辨认，这就是保罗·狄拉克预言的正电子。后来很快又发现了γ射线产生电子对，正、负电子碰撞“湮灭”成光子等现象，全面印证了保罗·狄拉克预言的正确性。保罗·狄拉克的工作，开创了反粒子和反物质的理论和实验研究。 费米-狄拉克统计 保罗·狄拉克是量子辐射理论的创始人，他和恩利克·费米各自独立发现了费米-狄拉克统计（Fermi–Dirac statistics） 。 宇宙学方面 保罗·狄拉克在美国佛罗里达州立大学发表过有关宇宙学方面的论文，推动宇宙学研究的发展 。 磁单极 1931年，保罗·狄拉克在一篇“量子化电磁场中的奇点”的文章中，探讨了磁单极这个想法。1933年，延续了其1931年的论文证明了单一磁单极的存在就足以解释电荷的量子化。在1975年、1982年以及2009年都有研究结果指出磁单极可能存在，他的磁单极是第一次将拓扑学的概念用于处理物理问题。 电动力学 保罗·狄拉克在量子场论尤其是量子电动力学方面也作出了奠基性的工作。 大数假说 1937年，保罗·狄拉克提出了大数假说。他比较了两个不带量纲的量值：基本作用力（在此为引力与电磁力）的比值与宇宙年龄的尺度，发现两者皆落在约39个数量级。他猜测这可能并非巧合，两者或许存在某种关联性。参考了爱德华·亚瑟·米尔恩的理论，允许引力常数随时间改变。基于这些假设，他设计了一个自己的宇宙学的模型 。 学术论著 1930年，保罗·狄拉克出版了量子力学著作《量子力学原理》，在这本书中他将海森堡在矩阵力学以及薛定谔在波动力学的工作整合成一个数学体系，当中连结了可观测量与希尔伯特空间中作用子的关系。书中也介绍了量子力学中广泛应用的狄拉克δ函数。延续狄拉克在1939年的文章，1939年他在此书第三版中加入了他的数学符号系统——狄拉克符号。 1966年，《量子力学讲义》以哈密顿力学方式奠定了量子场论的基础，书中探讨了许多在弯曲时空下的量子力学。 1974年，《希尔伯特空间中的旋量》这本书以1969年在迈阿密大学的授课讲义为基础，从一个真实的希尔伯特空间出发，处理了旋量的基础层面。 1975年，《广义相对论》以68页的篇幅总结了爱因斯坦的广义相对论。 1978年，《物理学的方向》由狄拉克在新南威尔士大学一系列演讲集结而成 。 学术交流 1955年，保罗·狄拉克在莫斯科大学物理系演讲时被问及他个人的物理哲学，他这么回答：“一个物理定律必须具有数学美”，写上这句话的黑板仍被保存着 。 1975年，保罗·狄拉克在新南威尔士大学给了一系列五个演讲。这系列演讲后来集结出版成了《物理学的方向》（1978年）一书。他将这本书的版税捐给新南威尔士大学设立了狄拉克系列讲座 |
