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保罗·狄拉克

“沉默寡言的天才”

人物简介

保罗·狄拉克，英国理论物理学家，量子力学的奠基者之一，并对量子电动力学早期的发展作出重要贡献。曾主持剑桥大学的卢卡斯数学教授席位，在佛罗里达州立大学度过他人生的最后十四个年头。他给出的狄拉克方程可以描述费米子的物理行为，他预测了反物质的存在。

1933年，因为“发现了在原子理论里很有用的新形式”（即量子力学的基本方程——薛定谔方程和狄拉克方程），狄拉克和埃尔温·薛定谔共同获得了诺贝尔物理学奖。

早年经历

1902年狄拉克出生于英格兰西南部的布里斯托，他的童年在毕晓普斯顿区度过。普朗克的父亲是一个十分严谨和严格的人，普朗克一直和父亲关系很紧张。他从小接受了良好的教育，他先在主教路小学就读，然后进入男子商人合营技术学院。这所学校是布里斯托大学的附属机构，一个强调技术课程和现代语言的学习的学校。在当时，这种教育观念在英国的中等教育中并不常见，但正是这样的教育背景，为狄拉克未来的学术生涯奠定了坚实的基础。

随着时间的推移，狄拉克进入了布里斯托大学工程学院，选择了电机工程作为他的专业。

1923年，狄拉克以优异的成绩毕业，进入剑桥大学。在剑桥的岁月中，狄拉克的科学之旅开始迈向辉煌。最初，他对相对论抱有浓厚的兴趣，但在导师拉尔夫·福勒的指导下，他开始接触原子理论，并对其产生了浓厚的兴趣。

在物理的海洋中

探索的一生

狄拉克尝试将玻尔的理论进行推广，并在1925年接触到了维尔纳·海森堡的矩阵力学理论。起初，狄拉克对这种不可交换性的理论并不感冒，但随后他意识到其中的重要性，并发现了与经典力学中泊松括号相似的规则。基于这一发现，他提出了更明确的量子化规则，即正则量子化。他的论文《量子力学》发表于1926年，并凭借这项工作获得博士学位。

与此同时，埃尔温·薛定谔提出了物质波的波动方程，狄拉克迅速意识到海森堡和薛定谔的理论是相辅相成的。他开始深入研究薛定谔的波动力学，并在1926年前往尼尔斯·玻尔研究所进行研究。在哥本哈根期间，狄拉克进一步发展了量子力学的广义理论，将波动力学和矩阵力学相结合。他引入了新的数学工具，如狄拉克δ函数，并将其应用于辐射理论的研究。这项工作为后来的量子场论奠定了基础，成为了理解电磁场和光子辐射的关键。

二战期间，狄拉克面临着巨大的挑战。由于教职人员的短缺，他不得不承担更多的教学任务，并指导许多研究生。在1930到1931年间，他指导了福勒的学生钱德拉塞卡，并在1935到1936年间接手了马克斯·玻恩的学生。在整个职业生涯中，狄拉克只指导了不到十二名学生，大部分就是在这个时期。也是在这个时期，狄拉克投身于同位素分离技术的研发，目的是获得铀235。他与彼得·卡皮查合作，尝试开发用离心机进行气体混合物分离的方法。然而，由于卡皮查被困在俄国，实验最终停止了。

1941年，狄拉克加入了牛津大学法兰西斯·西蒙的团队，并为他们提供了许多关于统计方法的实用建议。这些方法至今仍在使用中。此外，他还担任伯明翰团队在计算临界质量方面的非正式顾问。1984年，保罗·狄拉克在佛罗里达州塔拉哈西去世，葬于当地的罗斯兰公墓。

狄拉克是一个严谨而精确的人，在学术追求上毫无妥协。他不喝酒，不抽烟，只喝水。他喜欢散步和游泳，偶尔也会和朋友一起去电影院放松身心。他以精确和沉默寡言而闻名，同事们曾开玩笑地说一个小时只说一个字就是一个“狄拉克”单位。他的思想和发现如同一幅绚丽的画卷，在宇宙的舞台上展现了无限的美妙。他的一生充满了艰辛和挑战，但他始终坚守着对知识的追求和真理的信念。他的故事将永远激励着后人，照亮前行的道路。