谈起其研究风格,不得不提他曾告诉学生的这句“自然的法则应用优美的方程来描述”。
对于数学美的要求,狄拉克有其独有的要求,他不能接受使用重整化的方法解决量子场论的无穷发散。狄拉克常言之:应优先寻找美丽的方程,而不要去烦恼其物理意义。
作为一名物理学家,引用玻尔之言“在所有物理学家之中,狄拉克拥有最纯洁的灵魂。杨振宁,美籍华裔物理学家,于1991年发表《对称的物理学》一文,亦对狄拉克有所提及。他认为狄拉克预言恰如负数的首次引入,负数之引入扩大改善了我们对整数的理解,为整个数学奠定了基础。而狄拉克的预言无疑扩大了我们对场论的理解,为量子电动场论奠定基础。
总结狄拉克之人生,阿卜杜勒·萨拉姆这般说:“保罗·狄拉克——毫无疑问是这个世纪或者任何一个世纪最伟大的物理学家之一。他三个关键的工作分别于1925年、1926年以及1927年开展,成功奠定了量子物理、量子场论以及基本粒子理论的基础。在这世上没有人,即便是爱因斯坦,能在如此之短的期间之内对物理的发展,作出如此具有决定性的影响。
狄拉克的贡献
狄拉克的贡献真是难以说尽,在此一一列举。分析这位物理学家的伟大价值。
狄拉克图片
狄拉克最重要的贡献是创立有效、新型式的原子理论,也因此获得了诺贝尔物理学奖。狄拉克亦为量子力学的发展做出了巨大贡献,他提出了著名的狄拉克方程,并从理论上预言了正电子的存在。
狄拉克原来主要从事相对论动力学之研究,而从1925年海森伯访问剑桥大学之后,狄拉克受到很大影响,把精力转至量子力学的研究。1928年,他引相对论入量子力学,建立了具有相对论形式的薛定谔方程(即著名的狄拉克方程)。这一方程有两个特点:其一为满足相对论的所有要求,电子的运动速度无论多快,都是适用的;其二为它能自动导出“电子有自旋”的结论。狄拉克做出了一个预言——存在正电子,他认为,正电子作为电子的一个镜像,具有严格相同的质量,而电荷符号则相反。根据这个图象,狄拉克还做出另一个预言,存在一电子与一正电子互相湮灭并放出光子的过程;反之,该过程的逆过程也可能存在。其后的发现竟全面地印证了狄拉克预言之正确性。反粒子、反物质的理论和实验研究逐步开展。
狄拉克是量子辐射理论的创始者,他曾与费米各自独立地发现了费米-狄拉克统计法。此外,狄拉克还发表过许多有关宇宙学的论文,推动了宇宙学研究的发展。不得不提的是,早在本世纪三十年代,狄拉克就从理论上提出了可能存在磁单极的预言。有关磁单极的理论研究、实验探索正取得迅速的发展。1982年已有报道宣称已有人发现磁单极存在的证据。自然,若真可以从实验上证实磁单极的存在,必会引起物理理论的深刻变化。
总而言之,狄拉克的贡献有:给出狄拉克方程、反粒子解;对磁单极的预言;费米—狄拉克统计。除此之外,在量子场论方面尤其是对于量子电动力学,他也作出了很好的奠基性的工作。他杰出的工作也涉及引力、引力量子化。