-
保羅·狄拉克
鎖定
保羅·狄拉克(全名:保羅·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),出生於英國布里斯托,理論物理學家,量子力學奠基者之一,英國皇家學會院士,1933年諾貝爾物理獎獲得者,生前是佛羅里達州立大學名譽教授
[4]
。
- 職 業
- 教育科研工作者
- 代表作品
- 《量子力學原理》
- 主要成就
-
量子力學奠基者之一
1930年當選為英國皇家學會院士
1933年獲得諾貝爾物理學獎
1961年當選為宗座科學院院士 - 性 別
- 男
- 學位/學歷
- 博士
保羅·狄拉克人物生平
1902年8月8日,保羅·狄拉克出生於英格蘭西南部的布里斯托,成長在畢曉普斯頓區的城市。
保羅·狄拉克(6張)
1923年,再度以第一級榮譽的成績從布里斯托大學畢業,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大學居住與求學。進入劍橋大學之後在拉爾夫·福勒的指導下開始接觸原子理論。
1926年,發表題為《量子力學》的論文,獲得劍橋大學物理學博士學位;同年,應邀任聖約翰學院研究員;9月,在福勒的建議之下前往位於哥本哈根的尼爾斯·玻爾研究所作了一段時間的研究。
1929年,被任命為數學物理的高級講師。
1930年,當選為英國皇家學會院士。
1932年,接替約瑟夫·拉莫爾擔任劍橋大學盧卡斯數學教授。
1933年,與埃爾温·薛定諤共同獲得諾貝爾物理獎
[1]
;12月12日,在斯德哥爾摩發表了諾貝爾獎得獎演説,題目為“電子與正電子的理論”。
1961年,當選為宗座科學院院士。
1982年,健康開始惡化。
保羅·狄拉克主要成就
保羅·狄拉克科研成就
- 狄拉克方程
保羅·狄拉克原來從事相對論動力學的研究,自從1925年沃納·海森堡訪問劍橋大學以後,受其影響,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的電子;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。保羅·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。他根據這個圖象,還預言存在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,美國物理學家卡爾·大衞·安德森在研究宇宙射線簇射中高能電子徑跡的時候,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,這就是保羅·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,全面印證了保羅·狄拉克預言的正確性。保羅·狄拉克的工作,開創了反粒子和反物質的理論和實驗研究
[1]
。
- 費米-狄拉克統計
保羅·狄拉克是量子輻射理論的創始人,他和恩利克·費米各自獨立發現了費米-狄拉克統計(Fermi–Dirac statistics)
[13]
。
- 宇宙學方面
- 磁單極
1931年,保羅·狄拉克在一篇“量子化電磁場中的奇點”的文章中,探討了磁單極這個想法。1933年,延續了其1931年的論文證明了單一磁單極的存在就足以解釋電荷的量子化。在1975年、1982年以及2009年都有研究結果指出磁單極可能存在,他的磁單極是第一次將拓撲學的概念用於處理物理問題
[15]
。
- 電動力學
保羅·狄拉克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
[18]
。
大數假説
1937年,保羅·狄拉克提出了大數假説。他比較了兩個不帶量綱的量值:基本作用力(在此為引力與電磁力)的比值與宇宙年齡的尺度,發現兩者皆落在約39個數量級。他猜測這可能並非巧合,兩者或許存在某種關聯性。參考了愛德華·亞瑟·米爾恩的理論,允許引力常數隨時間改變。基於這些假設,他設計了一個自己的宇宙學的模型
[1]
。
- 學術論著
狄拉克(2張)
1966年,《量子力學講義》以哈密頓力學方式奠定了量子場論的基礎,書中探討了許多在彎曲時空下的量子力學。
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。
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。
- 學術交流
保羅·狄拉克人才培養
- 指導學生
時間 | 姓名 | 學校 |
---|---|---|
1935年 | 巴巴·霍米(Bhabha, Homi) | 劍橋大學(University of Cambridge) |
1937年 | 李斯(Lees, A) | 劍橋大學 |
1945年 | 埃利澤·克里斯蒂(Eliezer, Christie) | 劍橋大學 |
1947年 | 哈里什-錢德拉(Harish-Chandra) | 劍橋大學 |
1951年 | 伊甸園·理查德(Eden, Richard) | 劍橋大學 |
1953年 | 夏馬·丹尼斯(Sciama, Dennis) | 劍橋大學 |
1955年 | 波爾金霍恩·約翰(Polkinghorne, John) | 劍橋大學 |
霍伊爾·弗雷德(Hoyle, Fred) | 劍橋大學 |
保羅·狄拉克榮譽表彰
時間 | 榮譽表彰 | 授予單位 |
---|---|---|
1930年 | 英國皇家學會(Royal Society) | |
1933年 | 瑞典皇家科學院 | |
1939年 | 皇家獎章 | |
1948年 | 美國物理學會(American Physical Society) | |
1952年 | 科普利獎章(Copley Medal) | 英國皇家學會 |
1952年 | 馬克斯·普朗克獎章 | |
1961年 | 宗座科學院(Pontifical Academy of Sciences) | |
1971年 | 英國物理學會榮譽會士 | 英國物理學會 |
1973年 | 英國功績勳章(Order of Merit)
[20]
|
保羅·狄拉克個人生活
- 家世背景
保羅·狄拉克的父親查爾斯·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·狄拉克背叛家庭,遠走他鄉至日內瓦大學學習。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年和她結婚。結婚一年後,他們的第一個孩子雷金納德·狄拉克出生。1902年8月8日,他們的第二個孩子保羅·狄拉克降生,他們家那時住在蒙克(Monk)大街。又過了四年,第三個孩子比阿特麗斯·瑪格麗特·狄拉克出生。和哥哥、妹妹一樣,保羅·狄拉克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
[1]
。
保羅·狄拉克的哥哥是自殺身亡的,他把哥哥的死歸結為父親的錯。在保羅·狄拉克獲得劍橋大學的兩項獎學金時,他只需要5英鎊就可以離開這個地方了。他的父親給了兒子這筆錢,讓他認為是父親讓他開始自己的事業。後來狄拉克才瞭解到事實。在他父親於1936年逝世後,他才發現那重要的5英鎊並不是父親給的,而是當地的一個教育機構,但是他父親積攢了7500英鎊,相當於他年薪的15倍
[1]
。
- 婚姻家庭
1934年秋天,保羅·狄拉克開始了他在研究所的第一個為期一年的休假,匈牙利理論家尤金·維格納(Eugene Wigner)將妹妹曼西·巴拉茲(Manci Balazs)介紹給他,後來兩人結婚
[2]
。
- 拒絕被冊封
- 性格特點
保羅·狄拉克人物評價
保羅·狄拉克是二十世紀傑出的理論物理學家,他的工作對量子力學和量子電動力學的發展至關重要(Paul Adrien Maurice Dirac was an outstanding twentieth century theoretical physicist whose work was fundamental to the development of quantum mechanics and quantum electrodynamics)
[3]
。(美國國家磁實驗室評)
在他(保羅·狄拉克)的整個職業生涯中,他在量子力學和量子電動力學領域做出了許多貢獻(Throughout his career he made numerous contributions to the fields of quantum mechanics and quantum electrodynamics)
[7]
。(劍橋聖約翰學院評)
保羅·狄拉克後世紀念
- 保羅·狄拉克故里
保羅·狄拉克童年在布里斯托所居住的房子掛上了藍色牌匾,房子所在的道路也被命名為狄拉克路(Dirac Way),以彰顯他與這個地區的聯結。當地主教路小學的牆上掛上了一塊牌子,展示了狄拉克方程
[25]
。
- 保羅·狄拉克紀念石
1991年8月1日,保羅·狄拉克父親家鄉的聖莫里斯花園立起了紀念石。
- 狄拉克獎章和獎金
1987年,英國物理學會頒發狄拉克獎章和獎金以表彰他“在理論(包含數學和計算方法)物理上的傑出貢獻”。最初的三個獲獎人分別為史蒂芬·霍金(1987年)、約翰·斯圖爾特·貝爾(1988年)和羅傑·彭羅斯(1989年)
[23]
。
- ICTP狄拉克獎章
國際理論物理中心(International Centre for Theoretical Physics,簡稱:ICTP)在每年8月8日(狄拉克的生日)頒發ICTP狄拉克獎章
[24]
。
- 狄拉克樓
- 狄拉克-赫爾曼獎
- 保羅·狄拉克科學圖書館
- 保羅·狄拉克路
- 影像壓縮格式
- 參考資料
-
- 1. Paul A.M. Dirac–Biographical .NobelPrize.org[引用日期2023-09-15]
- 2. Paul Dirac: The Mozart of Science .Institute for Advanced Study[引用日期2023-09-15]
- 3. Paul Dirac .Magnet Academy[引用日期2023-09-15]
- 4. Nobel Prize winner Paul A.M. Dirac .Florida State University[引用日期2023-09-15]
- 5. An Introduction to the Solvay Conferences on Physics .PSL Explore[引用日期2023-09-16]
- 6. Paul Dirac and the religion of mathematical beauty .The Royal Society[引用日期2023-09-16]
- 7. 1933: Paul Adrien Maurice Dirac (1902-1984) .St John's College, University of Cambridge[引用日期2023-09-16]
- 8. Paul Adrien Maurice Dirac .The Mathematics Genealogy Project[引用日期2023-09-16]
- 9. Dirac, P. A. M. (Paul Adrien Maurice), 1902-1984 .American Institute of Physics[引用日期2023-09-16]
- 10. 26 Famous People Who Surprisingly Turned Down a Knighthood .Historyplex[引用日期2023-09-16]
- 11. Paul Dirac: a physicist of few words .Nature[引用日期2023-09-16]
- 12. Portrait of Paul A.M. Dirac - Tallahassee, Florida . .Florida Memory[引用日期2023-09-16]
- 13. Illustration of the Fermi–Dirac statistics .American Journal of Physics | AIP Publishing[引用日期2023-09-16]
- 14. 12 Paul Dirac and the Magic of Large Numbers .Oxford University Press[引用日期2023-09-16]
- 15. Dirac's Conception of the Magnetic Monopole .Indian Academy of Sciences[引用日期2023-09-16]
- 16. The Relation between Mathematics and Physics Paul Adrien Maurice Dirac .University of Cambridge[引用日期2023-09-16]
- 17. Paul Adrian Maurice Dirac - Scholars .Institute for Advanced Study[引用日期2023-09-16]
- 18. MPRL | Research and Pedagogy | Paul Dirac and The Principles of Quantum Mechanics .Max Planck Institute for the History of Science[引用日期2023-09-16]
- 19. 史上最牛物理學盛會(索爾維1927):真正的全明星夢之隊 .中國科學院高能物理研究所[引用日期2023-09-16]
- 20. Paul Dirac and the Nobel Prize in Physics .Physics Today | AIP Publishing[引用日期2023-09-16]
- 21. Collection: Paul A.M. Dirac Papers .Florida State University ArchivesSpace[引用日期2023-09-16]
- 22. Paul Dirac .westminster-abbey[引用日期2023-09-16]
- 23. Paul Dirac Medal and Prize recipients .Institute of physics[引用日期2023-09-16]
- 24. The Dirac Medal .ICTP[引用日期2023-09-16]
- 25. Paul Dirac: The Man and His Work .Mathematical Association of America[引用日期2023-09-16]
- 26. Paul A. M. Dirac Science Library in Tallahassee .LibraryThingFlorida State University - Paul A. M. Dirac Science Library[引用日期2023-09-16]
- 27. Paul Dirac | .Institute for Advanced Study[引用日期2023-09-16]
- 28. Dirac — video compression using open technology .European Broadcasting Union[引用日期2023-09-16]
- 29. Deceased Academicians > Paul Adrian Maurice Dirac .The Pontifical Academy of Sciences[引用日期2023-09-17]
- 30. P. A. M. Dirac: Some strangeness in the proportion .American Journal of Physics | AIP Publishing[引用日期2023-09-17]
- 收起