保罗·狄拉克意思解释

保罗·狄拉克(Paul Adrien Maurice Dirac ;1902~1984),英国理论物理学家。生于英国布里斯托尔,卒于美国佛罗里达。1918年入布里斯托尔大学学电机工程,毕业后入剑桥大学圣约翰学院改学物理,1926年获剑桥大学哲学博士学位。1929年在美国威斯康星大学、密歇根大学作访问学者,1931年在普林斯顿大学任教。1930年他被选为英国皇家学会会员,1932年起任剑桥大学卢卡斯讲座数学教授,1969年退职,1971年起任美国佛罗里达大学教授。由于对 量子力学所作的贡献,于1933年获诺贝尔物理学奖。

在1925年, 狄拉克还是研究生时,就提出了量子力学的一种数学形式 q数(非对易代数)理论,成为量子力学的创立者之一。1926年,他发现了用反对称波函数表示全同粒子系统的量子统计法则(后被称为 费米–狄拉克统计)。1927年,在讨论辐射的量子理论时,通过把电磁场量子化,首先提出了二次量子化理论,为建立量子场论找到了一个出发点。1928年 狄拉 克提出了电子的相对论性运动方程( 狄拉克方程),奠定了相对论性量子力学的基础。量子论与相对论的这一结合,很自然地解释了电子的自旋为 ħ/2,论证了电子磁矩的存在。而 狄拉 克这一理论最伟大的意义和深远的影响,则是赋予真空以新的物理意义并预示了正电子的存在。狄拉克方程除正能解外还有负能解,负能解使正能电子向负能态跃迁是不合理的。为了克服这一困难, 狄拉 克提出了“ 空穴假说”。他认为真空实际上是所有负能态都被填满的最低能态,如果有一个负能态没有被填满,就是出现了一个“空穴”(缺少一个负能电子),它相当于一个正能粒子。这一理论正确地预言了正负电子对的湮没和产生。1932年, C.D.安德森在用云室观测宇宙线时发现了 狄拉 克预言的正电子(见 反粒子)。九个月后, P.M.S.布莱克特等在用 云室观测 宇宙线时证实了电子对的产生和湮没。这样, 狄拉 克的这一理论不仅导致承认 反物质的存在,而且对于物理真空也有了新的概念,对物质世界的认识更加深入。此后,物理真空性质的研究已成为 量子场论的重要课题之一。

狄拉克对量子力学的理论基础作了系统的总结,提出了整套的数学表示方法,利用左矢、右矢、矩阵以及δ函数等简洁地表述了量子力学中诸量之间的关系,提出了量子力学的变换理论。

1933年, 狄拉克根据电子的电荷量子化,提出“可能存在磁单极”的假说,但至今未在实验上得到最后证实,仍是当代物理学中引人关注的基本理论问题之一。1937年 狄拉 克提出“大数假说”。由于实验精度的限制,还不能作出判断,但近年来它也引起了人们的很大兴趣。

狄拉克在理论物理中还有许多创见,如提出重正化和路线积分的概念等。

狄拉克在许多国家的大学中作过研究工作,其中包括哥本哈根、格丁根、莱顿和普林斯顿等大学。1935年他曾来中国,在清华大学讲学,并曾被选为 中国物理学会名誉会员。

他的主要著作有 《量子力学原理》,于1930年出版。

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