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狄拉科
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学 历: 博士
==人物生涯==
[[File:狄拉科2.jpg|缩略图 |左|500px|[https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1562062098672&di=750177de92b80109368d519d27b84f77&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fimg.zxxk.com%2F2017-3%2FZXXKCOM201703030959072398813.jpg 原图链接][http://www.zxxk.com/article/727826.html 图片来源于学科网狄拉克:物理学界最纯洁的灵魂]]]
[[保罗·狄拉克]] ,OM,FRS(Paul Adrien Maurice Dirac,1902年8月8日-1984年10月20日),[[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。曾经主持剑桥大学的卢卡斯数学教授席位,并在佛罗里达州立大学度过他人生的最后十四个年头。
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。
2009年8月,[[英国]][[伦敦]]科学博物馆高级研究员、[[美国]]西北大学物理系副教授[[Graham Farmelo]]写的传记作品《最怪的人——原子神秘主义者[[保罗·狄拉克]]的隐秘人生》(The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac, Mystic of the Atom)由[[美国]]Basic Books出版社推出。
==轶闻趣事==
[[File:狄拉科3.jpg|缩略图 |右|500px|[https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1562062352814&di=d77c4981df25639ffca309da3fe92f16&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fupload.semidata.info%2Fnew.eefocus.com%2Farticle%2Fimage%2F2016%2F12%2F05%2F5845369369688-thumb.png 原图链接][https://www.eefocus.com/communication/373690/p4 图片来源于与非网图:物理学家:狄拉克 泡利 派尔斯 (1953年)]]]
在物理学界,流传着很多关于沉默寡言的 [[ 狄拉克 ]] 的轶闻趣事。另一个轶闻趣事很多的著名物理学家是[[费因曼]],不过,两人情况不一样。[[费因曼]]自己喜欢“造事”,有一回他参加聚会,[[费因曼]]对同去的朋友说:可别告诉别人我得过[[诺贝尔]]奖。
朋友答应了。可是,聚会进行过程中,差不多所有人都知道了他得过[[诺贝尔]]奖。原来,是他自己透露出去的。换句话说,[[费因曼]]很在乎自己的形象。[[狄拉克]]自己不“造事”,他对别人怎么看待自己也根本无所谓。比如有一次,他与自己的导师[[尼尔斯·玻尔]]一起参观哥本哈根艺术博物馆。
在一幅印象主义油画面前, [[ 狄拉克 ]] 发表评论说:“(画上的)这条船好像没有画完嘛。”一会儿又评论另一幅画,“这画也不错,因为其不准确程度是通体一致的。”对于他来说,这就算是千载难逢的金口玉言了。
他最喜欢一个人默默地坐着,那姿态就拒人于千里之外。谁想找他搭讪两句,他蹦出几个单音节字就把人憋回去了。有一次他在[[美国]]威斯康星大学讲课,问听众有什么问题。一人提问说:“黑板右上方的那个方程我不懂。”几分钟过去了,[[狄拉克]]一言不发。
于是,主持人为了打破尴尬局面,对他说,请您回答一下刚才那个问题吧。[[狄拉克]]不屑地说:“刚才那个不是问题,是一句评论。”由于他的这类古怪行为很多, [[ 玻尔 ]] 称他为“最怪的人”。
他可以呆在乡下连续几个星期思考物理学问题,其间唯一的休息就是散散步。但是另一方面,您很难相信他强烈嗜好下面这些东西:米老鼠动画片,侦探小说,[[斯坦利·库布里克]]执导的故事片《2001》,还有美女歌手[[雪儿]]的唱片。
==物理学上的贡献==
他的《量子力学原理》,一直是该领域的权威性经典名著,甚至有人称之为“量子力学的圣经”。美籍华裔物理学家[[杨振宁]]在1991年发表《对称的物理学》一文,提到他对[[狄拉克]]的看法:“在量子物理学中,对称概念的存在,我曾把[[狄拉克]]这一大胆的、独创性的预言比之为负数的首次引入,负数的引入扩大并改善了我们对于整数的理解,它为整个数学奠定了基础,[[狄拉克]]的预言扩大了我们对于场论的理解,奠定了量子电动场论的基础。”杨振宁曾提到狄拉克的文章给人“秋水文章不染尘”的感受,没有任何渣滓,直达深处,直达宇宙的奥秘。1956年狄拉克在[[莫斯科]]大学物理系黑板上写了:“一个物理定律必须具有数学美。” <ref> {{cite web | url =http://www.gerenjianli.com/Mingren/05/oa5sr5a1c5ngne2.html | title =保罗·阿德里·莫里斯·狄拉克 | publisher =名人簡歷 | accessdate =2019-04-24}}</ref>
==早年经历== [[File:狄拉科4.jpg|缩略图 |左|500px|[https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1562062690904&di=f7f36551fbc14e8bebf4104c73cd8927&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fimagemg.cnpp.cn%2Fupload%2Fimages%2F20161025%2F1477360020_14664_9.jpg 原图链接][https://www.maigoo.com/top/396511.html 图片来源于呢图网保罗·狄拉克,OM,FRS(Paul Adrien Maurice Dirac,1902年8月8日-1984年10月20日),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。曾经主持剑桥大学的卢卡斯数学教授席位,并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 生平 理行为,并且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 ]]]
[[保罗·狄拉克]],1902年8月8日出生在英格兰西南部的布里斯托,成长在毕晓普斯顿区的城市。他的父亲,查尔斯·埃卓恩·拉迪斯拉斯·[[狄拉克]],是一个曾在布里斯托教书的法文老师,从[[瑞士]]瓦莱州的圣莫里斯移民到[[英国]]。他的母亲,佛罗伦斯·汉娜·[[狄拉克]]原姓霍尔滕是一位船长的女儿,曾在布里斯托中央图书馆担任图书管理员。
1923年[[狄拉克]]再度以第一级荣誉的成绩毕业并获得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居住与求学。
原先,[[狄拉克]]希望研究一直以来感兴趣的相对论,然而在拉尔夫·福勒的指导下,[[狄拉克]]开始接触原子理论。福勒将原子理论中最新的概念如尼尔斯·玻尔等人的理论介绍给了狄拉克,对此狄拉克曾回忆到:
1927年2月[[狄拉克]]来到哥廷根,在此他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。
二次大战开战之后,由于缺乏足够的教职人员,[[狄拉克]]在教学上的负担加重。另外,他还必须指导许多研究生。在之前,[[狄拉克]]一向试图避免这类的责任,而更倾向独自一人作研究。 其中的例外是在1930
此外,他还是伯明翰团队在计算临界质量上的非正式顾问。
==生命尽头== 与世长辞[[File:狄拉科8.jpg|缩略图 |左|500px|[https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1562064795575&di=07fe87102611ad59bb699ad027569899&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fgss0.baidu.com%2F9vo3dSag_xI4khGko9WTAnF6hhy%2Fzhidao%2Fpic%2Fitem%2F5d6034a85edf8db12a9af3570a23dd54564e7449.jpg 原图链接][https://zhidao.baidu.com/question/1958572584901192180.html 图片来源于百度网量子力学,狄拉克符号有关问题]]]
1984年,[[狄拉克]]在[[佛罗里达]]州塔拉哈西过世,并埋葬于当地的罗斯兰公墓。[[狄拉克]]童年在布里斯托所居住的房子挂上了蓝色牌匾,房子所在的道路也被命名为[[狄拉克]]路以彰显他与这个地区的联结。当地主教路小学的墙上挂上了一块牌子,展示了[[狄拉克]]最著名的[[狄拉克]]方程。
位于[[佛罗里达州]]立大学的保罗·[[狄拉克]]科学图书馆,1989年由曼琪所成立。[[狄拉克]]生前的论文都收藏于此,馆外则设有其铜像。[[佛罗里达州]]塔拉哈西国家强磁实验室所在的那条路被命名为“Paul Dirac Drive”。而在他的家乡布里斯托,迪高特镇上的一条路被命名为“Dirac Way”。[[英国]]广播公司将其开发的一种影像压缩格式以狄拉克命名。
==科学贡献==
[[File:狄拉科10.jpg|缩略图 |右|500px|[https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1562065222110&di=0721e93334f97cfa00854812bfe60d3d&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fgss0.bdstatic.com%2F94o3dSag_xI4khGkpoWK1HF6hhy%2Fbaike%2Fpic%2Fitem%2F8d5494eef01f3a29253f642c9325bc315d607c58.jpg 原图链接][https://wapbaike.baidu.com/tashuo/browse/content?id=b3e54008a377d42773648f1e 图片来源于呢图网图3 狄拉克(左)与海森堡(源自:https://www.physics.mcmaster.ca/phys3mm3/page3.html)]]]
[[狄拉克]]因创立有效的、新型式的原子理论而获得1933年的[[诺贝尔]]物理学奖。
总结起来,[[狄拉克]]对物理学的主要贡献是:给出描述相对论性[[费米]]粒子的量子力学方程(狄拉克方程),给出反粒子解;预言磁单极;[[费米]]—[[狄拉克]]统计。另外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。在引力论和引力量子化方面也有杰出的工作。
到了1927年,由于许多开创性的工作,[[狄拉克]]已成了科学界中知名的人物。证据就是他受到邀请参加了第五届索尔维会议(电子与光子)。同年,[[狄拉克]]被选为圣约翰学院院士,并在1929年被任命为数学物理的高级讲师。 此时,[[狄拉克]]正着手电子的相对论性量子理论。当时虽然已经有了[[克莱因]]-戈尔登方程,但[[狄拉克]]认为问题并未被解决。这个方程可能给出负值的概率,量子力学对概率的诠释无法解释这个问题。
1933年[[狄拉克]]与[[薛定谔]]共同获得[[诺贝尔]]物理奖。他却对[[卢瑟福]]说,他不想出名,他想拒绝这个荣誉。[[卢瑟福]]对他说:“如果你这样做,你会更出名,人家更要来麻烦你。” 1933年12月12日,[[狄拉克]]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”。
1931年在一篇“量子化电磁场中的奇点”的文章中,[[狄拉克]]探讨了磁单极这个想法。1933年,延续了其1931年的论文,[[狄拉克]]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。但到目前为止,仍没有磁单极存在的直接证据。即使如此,某些大统一理论仍包含磁单极,用于解释宇宙结构的形成。[[狄拉克]]的磁单极是第一次将拓朴学的概念用于处理物理问题。
在1937年,[[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。[[狄拉克]]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。
1925年开始研究由海森伯等人创立的量子力学,1926年发表题为《量子力学》的论文,获剑桥大学物理学博士学位,应邀任圣约翰学院研究员。 天才有两种。一种是普通的天才,他们的成就其他人也可以做到,只要他足够的努力并且有一点好运。另一种是超常的天才(数学家Mark Kac称他们为“魔术师”)。
他们有 着惊人的、不遵常理的洞察力,很难有其他人能达到那一种智慧。[[爱因斯坦]]就是这样一类天才。1984年辞世的保罗·[[狄拉克]]也是一位超常的天才,他的方程预示了反物质的存在,他可以说是继牛顿之后 [[ 英国 ]] 最伟大的理论物理学家。
[[狄拉克]]在23岁时成为量子力学的创始人之一。该理论是在二十世纪二三十年代发展起来的,提出了很多看起来很古怪的论断,其中包括世界是不可能被完全了解的基本事实。但是当他的同事还在被方程的哲学含义而困扰时,[[狄拉克]]认为语言是危险的,而只注重数学上的价值。对他而言,方程是美丽的。随着年龄的增长,他愈发确认美是通往真理的向导。他认为基础物理是可以从优雅的数学中拾取的,这一观点现已渗入到整个探索自然的领域。
量子电动力学在作高阶微扰计算上,得到了某些无穷大的结果。这在物理系统中是不合理的。因此一种叫作重整化的计算技巧被发展出来作为权宜之计,然而对此[[狄拉克]]无法接受这种作法。1975年的一场演讲中,他发表了这样的看法:
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。 人物评价 获奖 '''成就 荣誉'''
[[狄拉克]]与埃尔温·[[薛定谔]]由于“发现了原子理论的新形式”共同获得1933年的[[诺贝尔]]物理奖。此外,[[狄拉克]]在1939年获颁皇家奖章,1952年获颁[[科普利]]奖章以及马克斯·[[普朗克]]奖章。
他在1930年被选作皇家学会院士,1948年和1971年分别被选作[[美国]]物理学会及[[英国]]物理学会荣誉会士。1973年[[狄拉克]]获颁功绩勋章,在[[英国]]这是极高的荣誉。他曾拒绝被册封为骑士,因为他不想对他的名字作出更动。
==人生评价== 研究风格[[File:狄拉科13.jpg|缩略图 |左|500px|[https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1562066992601&di=5f28c5abd7b4f6b5ac3f34610670a504&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fimgdifang.gmw.cn%2Fattachement%2Fjpg%2Fsite2%2F20170112%2Feca86bd9d82219e1908b61.jpg 原图链接][http://difang.gmw.cn/sh/2017-01/12/content_23462793.htm 图片来源于光明网手性反常的非局域输运测量]]]
他的学生约翰·波罗金侯恩曾回忆道:“有次他被问到对于物理的核心信念,他走向黑板并写下‘自然的法则应该用优美的方程去描述’”。
1955年[[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。”,[[狄拉克]]写上这句话的黑板至今仍被保存著。
基于对数学美的要求,[[狄拉克]]不能接受使用重整化的方式去解决量子场论的无穷发散。一场演讲中,他说到:“如果你对积分范围作了截断,你便引入了一个非相对论的情况,并且破坏了相对论不变性。
如果代价只是破坏了相对论不变性,量子电动力学仍可以在一个合理的数学架构。然而比起背离基本的数学原则忽视发散,相对论不变性的破坏问题还要小的多。”
[[狄拉克]]经常谈到应该优先寻找美丽的方程,而不要烦恼其物理意义。史蒂文·[[温伯格]]对此曾有评论:“[[狄拉克]]告诉学物理的学生不要烦恼方程的物理意义,而要关注方程的美。这个建议只对那些于数学纯粹之美非常敏锐的物理学家才有用,他们可以仰赖它寻找前进的方向。这种物理学家并不多——或许只有[[狄拉克]]本人。”
对于[[狄拉克]],[[玻尔]]曾说:“在所有的物理学家中,[[狄拉克]]拥有最纯洁的灵魂。”
马克斯·[[玻恩]]曾回忆到他第一次看[[狄拉克]]的文章:“我记得非常清楚,这是我一生的研究经历中最大的惊奇之一。我完全不知道[[狄拉克]]是谁,可以推测大概是个年轻人,然而其文章每个部分都相当完美且可敬。”
美籍华裔物理学家杨振宁在1991年发表《对称的物理学》一文,提到他对[[狄拉克]]的看法:“在量子物理学中,对称概念的存在,我曾把[[狄拉克]]这一大胆的、独创性的预言比之为负数的首次引入,负数的引入扩大改善了我们对于整数的理解,它为整个数学奠定了基础,[[狄拉克]]的预言扩大了我们对于场论的理解,奠定了量子电动场论的基础。”
[[杨振宁]]曾提到[[狄拉克]]的文章给人“秋水文章不染尘”的感受,没有任何渣滓,直达深处,直达宇宙的奥秘。
总结[[狄拉克]]的一生,阿卜杜勒·萨拉姆如是说:“保罗·埃卓恩·莫里斯·[[狄拉克]]——毫无疑问是这个世纪或任一个世纪最伟大的物理学家之一。1925年、1926年以及1927年他三个关键的工作,奠定了其一量子物理、其二量子场论以及其三基本粒子理论的基础...没有人即便是[[爱因斯坦]],有办法在这么短的期间内对本世纪物理的发展作出如此决定性的影响。
== 分类格式 ==
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[[Category:科學技術 醫學 人物]][[Category:科學家]]