保罗·狄拉克（全名：保罗·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），出生于英国布里斯托，理论物理学家，量子力学奠基者之一，英国皇家学会院士，1933年诺贝尔物理奖获得者，生前是佛罗里达州立大学名誉教授 [4]。
- 职 业
- 教育科研工作者
- 代表作品
- 《量子力学原理》
- 主要成就
- 量子力学奠基者之一
1930年当选为英国皇家学会院士
1933年获得诺贝尔物理学奖
1961年当选为宗座科学院院士 - 性 别
- 男
- 学位/学历
- 博士
1902年8月8日，保罗·狄拉克出生于英格兰西南部的布里斯托，成长在毕晓普斯顿区的城市。
1921年，以第一级荣誉工程学士的成绩从布里斯托大学毕业，之后免学费攻读布里斯托大学数学学士学位，由于已完成的工程学位，他被允许抵免第一年的课程。
1923年，再度以第一级荣誉的成绩从布里斯托大学毕业，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大学居住与求学。进入剑桥大学之后在拉尔夫·福勒的指导下开始接触原子理论。
1927年，受到邀请参加了第五届索尔维会议（电子与光子） [5] [19]；同年，当选为圣约翰学院院士。
1929年，被任命为数学物理的高级讲师。
1930年，当选为英国皇家学会院士。
1931年，被当时担任普林斯顿大学教授的凡勃伦邀请到普林斯顿大学 [2] [17]。
1932年，接替约瑟夫·拉莫尔担任剑桥大学卢卡斯数学教授。
1961年，当选为宗座科学院院士。
1969年，为了与他的女儿玛丽住得近一点，辞去剑桥大学的职务并接受佛罗里达州立大学提供的教职 [7]。
1982年，健康开始恶化。
1984年10月20日，在佛罗里达州塔拉哈西逝世，享年82岁 [12]。死后埋葬于当地的罗斯兰公墓 [30]。
- 狄拉克方程
保罗·狄拉克原来从事相对论动力学的研究，自从1925年沃纳·海森堡访问剑桥大学以后，受其影响，转向量子力学的研究。1928年，他把相对论引进了量子力学，建立了相对论形式的薛定谔方程，也就是狄拉克方程。这一方程具有两个特点：一是满足相对论的所有要求，适用于运动速度无论多快的电子；二是它能自动地导出电子有自旋的结论。这一方程的解很特别，既包括正能态，也包括负能态。保罗·狄拉克由此做出了存在正电子的预言，认为正电子是电子的一个镜像，它们具有严格相同的质量，但是电荷符号相反。他根据这个图象，还预言存在一个电子和一个正电子互相湮灭放出光子的过程；相反，这个过程的逆过程，就是一个光子湮灭产生出一个电子和一个正电子的过程也是可能存在的。1932年，美国物理学家卡尔·大卫·安德森在研究宇宙射线簇射中高能电子径迹的时候，发现强磁场中有一半电子向一个方向偏转，另一半向相反方向偏转，经过仔细辨认，这就是保罗·狄拉克预言的正电子。后来很快又发现了γ射线产生电子对，正、负电子碰撞“湮灭”成光子等现象，全面印证了保罗·狄拉克预言的正确性。保罗·狄拉克的工作，开创了反粒子和反物质的理论和实验研究 [1]。
- 费米-狄拉克统计
- 宇宙学方面
保罗·狄拉克在美国佛罗里达州立大学发表过有关宇宙学方面的论文，推动宇宙学研究的发展 [14]。
- 磁单极
1931年，保罗·狄拉克在一篇“量子化电磁场中的奇点”的文章中，探讨了磁单极这个想法。1933年，延续了其1931年的论文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，他的磁单极是第一次将拓扑学的概念用于处理物理问题 [15]。
- 电动力学
大数假说
1937年，保罗·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。他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 [1]。
- 学术论著
1930年，保罗·狄拉克出版了量子力学著作《量子力学原理》，在这本书中他将海森堡在矩阵力学以及薛定谔在波动力学的工作整合成一个数学体系，当中连结了可观测量与希尔伯特空间中作用子的关系。书中也介绍了量子力学中广泛应用的狄拉克δ函数。延续狄拉克在1939年的文章，1939年他在此书第三版中加入了他的数学符号系统——狄拉克符号 [1]。
1966年，《量子力学讲义》以哈密顿力学方式奠定了量子场论的基础，书中探讨了许多在弯曲时空下的量子力学。
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 [21]。
- 学术交流
1955年，保罗·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”，写上这句话的黑板仍被保存着 [16]。
1975年，保罗·狄拉克在新南威尔士大学给了一系列五个演讲。这系列演讲后来集结出版成了《物理学的方向》（1978年）一书。他将这本书的版税捐给新南威尔士大学设立了狄拉克系列讲座 [1]。
- 指导学生
根据2023年9月数学谱系项目网站数据，保罗·狄拉克在剑桥大学先后指导8名学生，具体信息如下 [8]：
时间 | 姓名 | 学校 |
|---|---|---|
1935年 | 巴巴·霍米（Bhabha, Homi） | 剑桥大学（University of Cambridge） |
1937年 | 李斯（Lees, A） | 剑桥大学 |
1945年 | 埃利泽·克里斯蒂（Eliezer, Christie） | 剑桥大学 |
1947年 | 哈里什-钱德拉（Harish-Chandra） | 剑桥大学 |
1951年 | 伊甸园·理查德（Eden, Richard） | 剑桥大学 |
1953年 | 夏马·丹尼斯（Sciama, Dennis） | 剑桥大学 |
1955年 | 波尔金霍恩·约翰（Polkinghorne, John） | 剑桥大学 |
霍伊尔·弗雷德（Hoyle, Fred） | 剑桥大学 |
- 家世背景
1907年狄拉克（右二）的全家福
1963年狄拉克与妻子- 婚姻家庭
1934年秋天，保罗·狄拉克开始了他在研究所的第一个为期一年的休假，匈牙利理论家尤金·维格纳（Eugene Wigner）将妹妹曼西·巴拉兹（Manci Balazs）介绍给他，后来两人结婚 [2]。
- 拒绝被册封
保罗·狄拉克曾拒绝被册封为骑士，因为他不想对他的名字作出更动 [10]。
- 性格特点
保罗·狄拉克是出了名的沉默，他很少讲话，他不愿与人争执。他情感上孤僻，他对数学之外的事物毫无兴趣 [11]。
保罗·狄拉克是二十世纪杰出的理论物理学家，他的工作对量子力学和量子电动力学的发展至关重要（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]。（美国国家磁实验室评）
在他（保罗·狄拉克）的整个职业生涯中，他在量子力学和量子电动力学领域做出了许多贡献（Throughout his career he made numerous contributions to the fields of quantum mechanics and quantum electrodynamics） [7]。（剑桥圣约翰学院评）
- 保罗·狄拉克故里
保罗·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（Dirac Way），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，展示了狄拉克方程 [25]。
- 保罗·狄拉克纪念石
1991年8月1日，保罗·狄拉克父亲家乡的圣莫里斯花园立起了纪念石。
- 狄拉克奖章和奖金
狄拉克夫妻之墓- ICTP狄拉克奖章
- 狄拉克楼
英国物理学会在布里斯托的出版总部取名作狄拉克楼 [29]。
- 狄拉克-赫尔曼奖
1997年，保罗·狄拉克最后一个博士学生布鲁斯·赫尔曼在佛罗里达州立大学设立了狄拉克-赫尔曼奖，用于奖励该校理论物理研究人员的杰出表现 [29]。
- 保罗·狄拉克科学图书馆
1989年，曼琪成立保罗·狄拉克科学图书馆，位于佛罗里达州立大学，狄拉克生前的论文都收藏于此，馆外则设有其铜像 [26]。
- 保罗·狄拉克路
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” [27]。
- 影像压缩格式
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 [28]。
