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保羅·狄拉克
原文名	Paul Dirac
出生	1902年8月8日－1984年10月20日
國籍	英國
職業	理論物理學家
知名於	1933年，和埃爾溫·薛定諤共同獲得諾貝爾物理學獎。 量子力學的奠基者之一
知名作品	《量子力學原理》

保羅·狄拉克，OM，FRS（Paul Adrien Maurice Dirac，1902年8月8日－1984年10月20日），英國理論物理學家，量子力學的奠基者之一，並對量子電動力學早期的發展作出重要貢獻。曾經主持劍橋大學的盧卡斯數學教授席位，並在佛羅里達州立大學度過他人生的最後十四個年頭。 他給出的狄拉克方程可以描述費米子的物理行為，並且預測了反物質的存在。

1933年，因為「發現了在原子理論里很有用的新形式」（即量子力學的基本方程——薛定諤方程和狄拉克方程），狄拉克和埃爾溫·薛定諤共同獲得了諾貝爾物理學獎。

家庭背景

保羅·狄拉克（P.A.M.Dirac）的父親查爾斯·狄拉克於1866年出生在瑞士瓦萊州（一個講法語的州）的蒙泰，直到1919年才成為英國公民。20歲時，查爾斯背叛家庭，遠走他鄉至日內瓦大學學習。之後，大約

在1890年來到英格蘭，定居在布里斯托爾，以教法語為生。1896年，他在布里斯托爾商業職業技術學校謀得一席教職，並在布里斯托爾邂逅了弗洛倫斯·霍爾滕（她是個船長的女兒，比查爾斯小12歲），1899年和她完婚。結婚一年後，他們的第一個孩子雷金納德·狄拉克出生，又過了兩年，1902年8月8日，保羅·狄拉克降生，他們家那時住在蒙克（Monk）大街。又過了四年，狄拉克家庭的第三個孩子比阿特麗斯·瑪格麗特·狄拉克也誕生了。和哥哥妹妹一樣，保羅一出生就加入了瑞士國籍，直到1919年17歲時才取得英國國籍。

人物生平

保羅·狄拉克，1902年8月8日出生在英格蘭西南部的布里斯托，成長在畢曉普斯頓區的城市。他的父親，查爾斯·埃卓恩·拉迪斯拉斯·狄拉克，是一個曾在布里斯托教書的法文老師，從瑞士瓦萊州的聖莫里斯移民到英國。他的母親，佛羅倫斯·漢娜·狄拉克原姓霍爾滕是一位船長的女兒，曾在布里斯托中央圖書館擔任圖書管理員。

保羅有一個妹妹，叫阿特麗斯·伊莎貝爾·瑪格麗特，大家稱她為貝蒂，還有一個哥哥，雷金納德·查爾斯·費利克斯，大家叫他費利克斯。費利克斯在1925年3月自殺。狄拉克後來回憶說：「我的父母非常痛心。我不知道他們這麼在乎...我從來不知道父母應該照顧自己的孩子，但自從這件事後，我了解這件事。」

查爾斯和他的孩子們註冊的是瑞士國籍，直到1919年10月22日才歸化為英國籍。狄拉克的父親雖然他不贊成體罰，但卻是一個嚴格和專制的人。狄拉克與他的父親的關係很緊張，以至於在他父親死後，他寫道：「我覺得我更自由了，我要做我自己。」查爾斯為了使他的孩子學習法語，強迫他們只能說法語。但狄拉克發現，他無法用法語表達他想說的話，所以他選擇保持沉默。

狄拉克第一次受教育是在主教路小學，然後在男子商人合營技術學院（後來的考瑟姆學校）就讀。他的父親在那裡是一位法語老師。這所學校是布里斯托大學內的附屬機構，他們共享場地和人員。這所大學強調技術課程，如瓦工、製鞋、金屬工作和現代語言。在當時仍然主要致力於經典文學的英國中等教育里，這是一個不尋常的安排。後來狄拉克曾對這些安排表示感激。

之後狄拉克在布里斯托大學工程學院學習電機工程。儘管最喜歡的科目是數學，狄拉克後來聲稱工程教育對他影響深遠： 「原先，我只對完全正確的方程感興趣。然而我所接受的工程訓練教導我要容許近似，有時候我能夠從這些理論中發現驚人的美，即使它是以近似為基礎...如果沒有這些來自工程學的訓練，我或許無法在後來的研究作出任何成果...我持續在之後的工作運用這些不完全嚴謹的工程數學，我相信你們可以從我後來的文章中看出來...那些要求所有計算推導上完全精確的數學家很難在物理上走得很遠。」

就在1921年獲得學位的前不久，他參加了劍橋大學聖約翰學院的入學測驗。他通過入學考試並獲得一筆70英鎊的獎學金，然而這不足以支付在劍橋就讀及生活所需的龐大金額。儘管以第一級榮譽工程學士的成績畢業，在當時英國戰後經濟衰退的環境下仍無法找到工程師的工作。因此，他選擇接受免學費攻讀布里斯托大學數學學士學位的機會。由於已完成的工程學位，他被允許抵免第一年的課程。

1923年狄拉克再度以第一級榮譽的成績畢業並獲得140英鎊的獎學金。加上來自約翰學院的70英鎊，這筆錢足夠他在劍橋居住與求學。

二次大戰開戰之後，由於缺乏足夠的教職人員，狄拉克在教學上的負擔加重。另外，他還必須指導許多研究生。在之前，狄拉克一向試圖避免這類的責任，而更傾向獨自一人作研究。 其中的例外是在1930

到1931年接手指導了福勒的學生錢德拉塞卡，以及1935到1936年因為馬克斯·玻恩離開劍橋去了愛丁堡而收了兩個原先玻恩指導的學生。一生之中，狄拉克所指導的學生不到十二人（大部分在1940、50年代）。

戰爭期間，狄拉克投入研發同位素分離法以取得鈾235。這在原子能的應用上是極關鍵的技術。他與彼得·卡皮查嘗試開發用離心機將氣體混合物分離的方法，但其實驗後來因卡皮查受困俄國而停擺。

1941年，狄拉克與牛津大學法蘭西斯·西蒙的團隊展開合作，提供了許多對於統計方法的實用意見。這些方法在今日人們依然在使用。 此外，他還是伯明翰團隊在計算臨界質量上的非正式顧問。

主要成就

科學貢獻

狄拉克因創立有效的、新型式的原子理論而獲得1933年的諾貝爾物理學獎。

狄拉克發展了量子力學，提出了著名的狄拉克方程，並且從理論上預言了正電子的存在。

狄拉克原來從事相對論動力學的研究，自從1925年海森伯訪問劍橋大學以後，狄拉克深受影響，把精力轉向量子力學的研究。

1928年他把相對論引進了量子力學，建立了相對論形式的薛定諤方程，也就是著名的狄拉克方程。這一方程具有兩個特點：一是滿足相對論的所有要求，適用於運動速度無論多快電子；二是它能自動地導出電子有自旋的結論。這一方程的解很特別，既包括正能態，也包括負能態。狄拉克由此做出了存在正電子的預言，認為正電子是電子的一個鏡像，它們具有嚴格相同的質量，但是電荷符號相反。狄拉克根據這個圖象，還預料存在着一個電子和一個正電子互相湮滅放出光子的過程；相反，這個過程的逆過程，就是一個光子湮滅產生出一個電子和一個正電子的過程也是可能存在的。1932年，美國物理學家安德森（1923-）在研究宇宙射線簇射中高能電子徑跡的時候，奇怪地發現強磁場中有一半電子向一個方向偏轉，另一半向相反方向偏轉，經過仔細辨認，這就是狄拉克預言的正電子。後來很快又發現了γ射線產生電子對，正、負電子碰撞「湮滅」成光子等現象，全面印證了狄拉克預言的正確性。狄拉克的工作，開創了反粒子和反物質的理論和實驗研究。

狄拉克是量子輻射理論的創始人，曾經和費米各自獨立發現了費米-狄拉克統計法。狄拉克還在美國佛羅里達州立大學發表過大量有關宇宙學方面的論文，推動宇宙學研究的發展。特別值得一提的是，狄拉克早在本世紀三十年代，就從理論上提出可能存在磁單極的預言。近代物理學來有關磁單極的理論研究和實驗探測取得了迅速發展。1982年國外已有報道，宣稱有人發現了磁單極存在的證據。當然，假如真能從實驗上證實磁單極存在，一定會引起物理理論的深刻變化。 總結起來，狄拉克對物理學的主要貢獻是：給出描述相對論性費米粒子的量子力學方程（狄拉克方程），給出反粒子解；預言磁單極；費米—狄拉克統計。另外在量子場論尤其是量子電動力學方面也作出了奠基性的工作。在引力論和引力量子化方面也有傑出的工作。

人物專著

1930年 《量子力學原理》：這本書用現代記號（大部分由狄拉克本人發展出來）總結了量子力學的概念，在書的結尾部分也探討了他首先開創的電子的相對論性理論。（即狄拉克方程）此書的寫作未參照任何量子力學相關著述。

1966年 《量子力學講義》：書中探討了許多在彎曲時空下的量子力學。

1966年 《量子場論講義》：這本書以哈密頓力學方式奠定了量子場論的基礎。

1974年 《希爾伯特空間中的旋量》：這本書以1969年在邁阿密大學的授課講義為基礎，從一個真實的希爾伯特空間出發，處理了旋量的基礎層面。狄拉克以預言的方式說到：「從一個只有費米子變量的理論出發，可以自然得到玻色子的變量，這使得有無限多的費米子變量。必然存在有玻色子變量與電子相關連...」 1975年 《廣義相對論》：以68頁的篇幅總結了愛因斯坦的廣義相對論。

1978年 《物理學的方向》：由狄拉克在新南威爾士大學一系列演講集結而成。

參考資料

1. [丹]赫爾奇·克勞（Helge Kragh） 著 肖明 龍芸 劉丹 譯．狄拉克：科學和人生．湖南長沙：湖南科學技術出版社，2009：P1—P10

2. 汪華英（主編）．《諾貝爾獎講演全集·物理學卷》：福建人民出版社，2004年5月第1版：755~759頁