物理學家狄拉克:預言了正反粒子對的產生和消失
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狄拉克在物理學上的成就,主要體現在他所提出的思想上。狄拉克的主要思想,體現在以下幾個方面。1926年12月,狄拉克提出了普遍變化理論,將薛定諤波動力和海森伯矩陣力學兩個形式結合起來,用多維態矢空間的幾何概念,以座標為手段,將量子力學同數學所聯繫,使得非相對性量子力學構成了一個完整嚴謹的理論體系。
1928年,狄拉克建立了相對論性電子理論。在這個理論基礎上,提出了基於新的真空圖像的解決方案。這個理論的提出改變了人們對於真空圖像的認識。一般人們認為真空圖像是一種絕對的真空。但是狄拉克用一種具體的無領導真空,改變了人們的看法。根據這樣一個概念,狄拉克預言了正反粒子對的產生和消失。1933年,狄拉克探討了磁單極的一個想法,這個思想一直在後來的研究上都有所涉及,但是由於沒有直接的證據證明,磁單極這個思想依然被後人所探討。1937年,狄拉克提出了大數假説,他發現兩個不帶量綱的量值基本作用力的比值與宇宙年齡的尺寸,他發現這兩個數都落在了39個數量級上。憑藉這些思想假説,他自己設計了一個宇宙學的模型。這些就是狄拉克的主要思想成就,在這些思想中,最最重要的就是關於電動力學的相對論性電子理論,憑藉着這一個思想,他在1933年獲得了諾貝爾物理學獎。
對於一個科學家成就的認可,對他的評價至關重要。對於狄拉克的評價,從以下幾點可以看出。首先,狄拉克是一個不追名逐利的人。因為他的對物理學的卓越貢獻,曾經英國女王欲冊封為騎士,這是英國皇家對一個科學家的肯定。但是狄拉克拒接了,因為他不想對他的名字作出改動。其次在研究學術方面,狄拉克有着自己的風格。他對學術的研究,追求的是一種美的境界。他告訴他的學生,對於物理學,不要僅僅關注物理學本身的意義,更要關注物理過程的一種享受。即發現物理的美,享受物理的美。這個思維,本來是隻對那些在數學上具有極高靈敏嗅覺的科學家才有用,但是狄拉克將這種思維運用到物理學中,讓自己的學生感受物理學的美。這是一種獨特的教學風格,因此被他的學生廣泛讚譽。
狄拉克在學術方面的獨特追求,為他在物理學上的“大膽”奠定了基礎。狄拉克基於自己的研究,提出了量子電動力學的概念,為量子場論奠定了基礎。同時狄拉克的文章風格,讓眾多專家學者讚歎不已。楊振寧認為他的文章有一種“秋水文章不染塵”的感覺。馬克斯·玻恩認為狄拉克的文章是他“研究經歷中最大的驚奇之一”。玻爾認為狄拉克是所有物理學家中靈魂最純潔的。這一系列名人的評價,讓我們看到了一個熠熠閃光的偉大的物理學家。這些都是對狄拉克工作上的肯定。但是工作的背後,狄拉克又是一個沉默寡言的人。不幸的家庭背景造就了他少話的性格,安靜是他最好的標籤。
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