保羅·狄拉克

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)

1921年，以第一級榮譽工程學士的成績從布里斯托大學畢業，之後免學費攻讀布里斯托大學數學學士學位，由於已完成的工程學位，他被允許抵免第一年的課程。

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。

狄拉克在講授《量子力學》(2張)

1927年2月，前往德國哥廷根，在此待了幾個月，並結識了赫爾曼·外爾、馬克斯·玻恩、羅伯特·奧本海默等人。

1927年，受到邀請參加了第五屆索爾維會議（電子與光子） ^{[5]  [19]}  ；同年，當選為聖約翰學院院士。

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。

1931年，被當時擔任普林斯頓大學教授的凡勃倫邀請到普林斯頓大學 ^{[2]  [17]}  。

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。

1969年，為了與他的女兒瑪麗住得近一點，辭去劍橋大學的職務並接受佛羅里達州立大學提供的教職 ^[7]  。

1982年，健康開始惡化。

1984年10月20日，在佛羅里達州塔拉哈西逝世，享年82歲 ^[12]  。死後埋葬於當地的羅斯蘭公墓 ^[30]  。

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]  。

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]  。

保羅·狄拉克在美國佛羅里達州立大學發表過有關宇宙學方面的論文，推動宇宙學研究的發展 ^[14]  。

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]  。

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]  。

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]  。

狄拉克(2張)

1930年，保羅·狄拉克出版了量子力學著作《量子力學原理》，在這本書中他將海森堡在矩陣力學以及薛定諤在波動力學的工作整合成一個數學體系，當中連結了可觀測量與希爾伯特空間中作用子的關係。書中也介紹了量子力學中廣泛應用的狄拉克δ函數。延續狄拉克在1939年的文章，1939年他在此書第三版中加入了他的數學符號系統——狄拉克符號 ^[1]  。

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。

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 ^[21]  。

1955年，保羅·狄拉克在莫斯科大學物理系演講時被問及他個人的物理哲學，他這麼回答：“一個物理定律必須具有數學美”，寫上這句話的黑板仍被保存着 ^[16]  。

1975年，保羅·狄拉克在新南威爾士大學給了一系列五個演講。這系列演講後來集結出版成了《物理學的方向》（1978年）一書。他將這本書的版税捐給新南威爾士大學設立了狄拉克系列講座 ^[1]  。

根據2023年9月數學譜系項目網站數據，保羅·狄拉克在劍橋大學先後指導8名學生，具體信息如下 ^[8]  ：

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]  。

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]  。

保羅·狄拉克曾拒絕被冊封為騎士，因為他不想對他的名字作出更動 ^[10]  。

保羅·狄拉克是出了名的沉默，他很少講話，他不願與人爭執。他情感上孤僻，他對數學之外的事物毫無興趣 ^[11]  。

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]  。

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。

1995年11月13日，一塊以伯靈頓綠色板岩作為原料並刻上了狄拉克方程的紀念石板在西敏寺首次亮相 ^[22]  。

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]  。

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]  。

英國物理學會在布里斯托的出版總部取名作狄拉克樓 ^[29]  。

1997年，保羅·狄拉克最後一個博士學生布魯斯·赫爾曼在佛羅里達州立大學設立了狄拉克-赫爾曼獎，用於獎勵該校理論物理研究人員的傑出表現 ^[29]  。

1989年，曼琪成立保羅·狄拉克科學圖書館，位於佛羅里達州立大學，狄拉克生前的論文都收藏於此，館外則設有其銅像 ^[26]  。

佛羅里達州塔拉哈西國家強磁實驗室所在的那條路被命名為“Paul Dirac Drive” ^[27]  。

英國廣播公司將其開發的一種影像壓縮格式以狄拉克命名 ^[28]  。