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相對論和量子力學是上個世紀最偉大的物理學進展。儘管統一廣義相對論和量子力學的理論至今仍未有定論，但是早在90年前的1928年，狹義相對論就與量子力學第一次勝利會師。而一手導演這次會師的，正是偉大的物理學家保羅·狄拉克。
偉大的物理學家狄拉克
在風雲激盪的20世紀初，量子精英們先後登場——這些極具創造性的理論物理學家和勇於開拓的實驗科學家們一道將人類對自然界的認識付之一炬，而又以量子的形式浴火重生。然而，相比於愛因斯坦的“渣男”形象、沃爾夫岡·泡利的過於嚴厲、薛定諤的緋聞纏身、海森堡和約爾當與納粹洗不淨的干係、古德施密特的力學不及格等等，狄拉克可以說是群星中最純粹最美好的哪一個。他低調而嚴謹，和愛妻伉儷情深是一時的佳話；他集量子力學之大成，寫出了堪比牛頓的《原理》的《量子力學基本原理》一書，成為了人類第一本量子力學專著的作者；同時，他又結合了狹義相對論和量子力學，讓這兩個偉大的學科第一次勝利會師，取得了輝煌的戰果。
似乎沒有人敢
像狄拉克這樣給自己的論文起這麼宏大名字
薛定諤建立的薛定諤方程是一個非相對論性的方程，它並不適用於高能高速的粒子。因此，若想建立更好的量子力學，就要把狹義相對論結合進來。瑞典物理學家克萊因和德國物理學家高登做了嘗試性工作，但是卻得到了一些在當時看來很荒謬的結果。而狄拉克則利用他高超的數學技巧和物理直覺，成功建立了相對論性量子力學，也就是我們今天常說的狄拉克方程。隨後，狄拉克更進一步，用他過人的洞察力，從方程的負能解中預言了反粒子的存在。不久之後，正電子的發現驗證了這一預言。但是，相對論量子力學歸根結底，還只是一個半成品，它還有很多難以解決的問題。不過，從相對論量子力學出發，量子電動力學得以順利建立。因此，我們今天常常稱狄拉克為量子力學的創始人之一，而是量子電動力學的創始人沒有之一。後來費曼、朝永、施溫格等人的工作都是基於狄拉克的開拓性工作。
少年子弟江湖老
楊振寧先生曾試圖研究某個領域，但是他正要做的時候，卻發現狄拉克早已做過類似的工作，因此對狄拉克欽佩不已。他認為狄拉克的研究堪稱藝術品，更是以“秋水文章不染塵”這樣的佳句讚美狄拉克的《量子力學基本原理》一書。直到今天，還有很多人認為，狄拉克是上世紀僅次於愛因斯坦的偉大科學家。
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配圖：王紀堯
校對：葉君耀
排版：王紀堯
『天文溼刻』 牧夫出品
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