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狄拉克:物理學界最純潔的靈魂


狄拉克:物理學界最純潔的靈魂



狄拉克和刻在他墓碑上的方程(網路圖)

威斯敏斯特教堂位於英國倫敦,宏偉壯觀,地位顯赫,英國人認為死後在這裡佔據一席之地,是至高無上的光榮,因此把它稱為「榮譽的寶塔尖」。這裡長眠著諸多偉大人物,如牛頓、狄更斯、丘吉爾、彌爾頓。挨著牛頓紀念碑,矗立著一個墓碑,碑上鐫刻著優美的公式——(W/c+α·p+α4m0c)ψ=0,這就是聞名世界的狄拉克方程,毫無疑問,墓碑的主人就是狄拉克,量子力學的創始人之一。


「孤獨」的物理學大師


很多物理巨擘們興趣愛好廣泛,生活豐富多彩,比如玻爾是足球運動健將,海森堡彈鋼琴出神入化,泡利對歌德的作品極有研究,薛定諤不僅風流倜儻,還善於做詩,生物學造詣頗深。而我們偉大的物理學家——狄拉克基本上沒有愛好,唯一的愛好就是對著書本和公式沉思默想,他甚至可以連續幾個星期足不出戶思考問題,其間唯一的休息就是散步。



狄拉克:物理學界最純潔的靈魂


狄拉克在授課(網路圖)


1902年,狄拉克出生在英國布里斯托爾小城,父親非常專制、偏執,規定孩子們只能講法語,並反對一切社交,整個家庭顯得非常沉悶、冷酷。本該天真爛漫的孩子卻孤僻寡言、不善交際,更別提接觸音樂、文學、藝術。長大後,沉默寡言成為狄拉克根深蒂固的性格,他不喜歡和別人打交道,很少主動說話,不喝酒、不抽煙,偶爾去看場電影。玻爾曾評價狄拉克「所有物理學家中最純潔的靈魂」,潛台詞也許是「所有物理學家中最孤獨的靈魂」。


狄拉克的「孤獨」並不是拒絕交流合作,而是堅持獨立思考、思想深邃,他的這種可貴品質受到同時代物理巨擘的欣賞與信任。1933年,愛因斯坦籌建新澤西州普林斯頓高等研究院時,當被問及希望誰加入團隊,愛因斯坦脫口而出的第一個名字是狄拉克。


名垂青史的狄拉克方程式

21歲時,狄拉克年進入劍橋大學,接觸到量子力學,他用了不到3年的時間,就躋身於量子物理一流研究者的行列,就能與玻爾、海森堡和泡利比劍爭鋒了。當時,從事量子物理研究的有黃金三角:哥本哈根、慕尼黑、哥廷根,科學家們都是聯合作戰,而狄拉克則是孤軍奮戰。



狄拉克:物理學界最純潔的靈魂



眾多物理巨擘合照(網路圖)


在研究生涯中,狄拉克經歷了兩次低潮:第一次,狄拉克了解海森堡關於矩陣力學的設想後,計算出了結果,他將結果寄給海森堡,海森堡複信:「先生,您遲到了,結果已由德國由波恩和約爾做出」。第二次,狄拉克出色地證明了矩陣力學和氫分子實驗數據的吻合,不過,命運又一次和他開玩笑,他比泡利相同的研究成果公布僅僅慢了五天。後來,命運終於垂青於這位刻苦勤奮的科學家,狄拉克發現了名垂青史的狄拉克方程式,並因此獲得諾貝爾獎。

狄拉克在訪問莫斯科大學時題詞:「物理學定律必須具有數學美」。事實上,狄拉克也是這麼做的,他的理論優美、簡潔、深刻,經典著作《量子力學原理》是量子物理的權威性經典名著,對後世產生極為深遠的影響,甚至有人稱之為「量子力學的聖經」。楊振寧曾提到狄拉克的文章給人「秋水文章不染塵」的感受,沒有任何廢話,直指本質,直達宇宙的奧秘。


「難以接近」的人


狄拉克在科學上,以直接與坦率而聞名,在日常生活中也是如此,很多人評價他很難接近。一次,一位法國物理學家拜訪狄拉克。那位法國人講著蹩腳的英語,過了一會,狄拉克的妹妹進來問一些事情,狄拉克以流利的法語回答。來訪者很憤怒,大聲問到:「為什麼不告訴我,你能講法語?」狄拉克簡潔地回答說:「你沒有問過我啊」。


1947的一個秋天,狄拉克問派斯:「我妻子問你周末能否和我們一起共進晚餐?」派斯回答說:「很抱歉,我另有安排。」狄拉克接著說:「再見」。談話就此結束。

1950年前後,知名天體物理學家席艾瑪拜狄拉克為導師。有次,席艾瑪興奮地衝到狄拉克的辦公室:「狄拉克教授,我剛想出一種關於宇宙學中恆星形成問題的方法,可以告訴你嗎?」狄拉克的回答是:「不。」談話就此結束。


狄拉克當然不是無禮,他直接回答問題,不作評論或者不說廢話,只不過是按邏輯行事,在某些場合表現得與社會所接受的方式背道而馳而已。


「單純」的諾貝爾獎得主


1932年,狄拉克被劍橋大學授予盧卡斯數學教授席位,牛頓曾任此榮譽教職,對一個大學教授而言,這無疑是一個傳道授業生涯的終極榮譽,而我們可愛的狄拉克教授為躲避別人的祝賀,竟然躲進了動物園!



狄拉克:物理學界最純潔的靈魂



狄拉克和薛定諤共同獲得諾貝爾獎(網路圖)


1933年,狄拉克因狄拉克方程式,與薛定諤共同獲得諾貝爾物理學獎,時年31歲,他對好友盧瑟福說想拒絕這個榮譽,因為他討厭名聲,討厭公眾的媒體的大肆議論和宣傳。盧瑟福熟知他的脾氣性格,將計就計的告訴他,如果不領獎,名聲會更響,會帶來更大的麻煩。最終,狄拉克像要出嫁的姑娘一樣,羞答答地走上了諾貝爾獎領獎台,並發表「電子與正電子的理論」的得獎演說。倫敦報紙曾這樣評價這位諾獎得主:「像羚羊一樣害羞,如女王僕人一樣謙遜」。


生活中,狄拉克也單純地可愛。有次,狄拉克與海森堡一起乘船去日本講學,在船上,海森堡不停地和女孩跳舞,狄拉克在旁邊納悶了半天,終於忍不住問海森堡:「為什麼非得要跳舞呢?」海森堡回答說舞伴們很可人,狄拉克一臉茫然:「可是,在跳舞前,你怎麼知道舞伴們很可人呢?」真是天真地令人捧腹。


人物小檔案:


保 羅·狄拉克(1902年8月8日~1984年10月20日)全名Paul Adrie Maurice Dirac,英國理論物理學家,量子力學的創始者之一,因狄拉克方程獲得1933年諾貝爾獎,該方程從理論上預言了正電子的存在。狄拉克還預言了磁單極, 提出了費米—狄拉克統計。在量子場論尤其是量子電動力學方面作出了奠基性的工作,而在引力論和引力量子化方面也有傑出的工作。

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