【量子力学创始人狄拉克量子力学原理出版】当代量子力学的奠基之作

量子力学创始人狄拉克

　　1930年，狄拉克发表了当代量子力学的奠基之作——《量子力学原理》。

　　保罗·狄拉克是英国的物理学家。1902年，他出生于布里斯托尔。曾在布里斯托尔大学、剑桥大学圣约翰学院学习。1926年获得剑桥大学哲学博士学位。一年以后，他成为圣约翰学院的研究员，又在1930年成为皇家学会研究员。1932年他被委任为剑桥大学鲁卡辛讲座的数学教授，一直到1969年成为荣誉退休教授。他还曾在普林斯顿高级研究院从事研究工作，还是威斯康星大学、密执安大学、普林斯顿大学的特邀教授。

　　狄拉克早年从事相对论动力学的研究。1925年，德国物理学家海森堡(量子力学创始者之一)访问剑桥大学之后，狄拉克开始转向量子力学的研究。他的第一篇论文《量子力学基本方程》，大大丰富了量子力学的基础知识。1928年，27岁的狄拉克认为：以往量子力学的成就将像昙花一现，因为它脱胎于经典物理学，而经典物理学描述的只是物体的相当缓慢的运动，而绕电子核旋转的速度的数量级是每秒几千公里到几十万公里。因此他断言：将量子力学扩展到微观粒子的快速运动上去的途径，是把它与狭义相对论结合起来。量子论和相对论并称为现代物理学的两大支柱，它们是分别独立发展起来的，狄拉克把它们结合起来，以描述电子的运动，得出一个著名的狄拉克方程式。在这个方程的解当中，人们发现电子许多异常的性质。比如，人们发现电子在原子中不仅要绕原子核旋转，而且还像陀螺一样地自转着，这就是电子的自旋。另外，从狄拉克方程式的解当中还发现，电子的能量不仅可能为正值，而且可能为负值。很多人认为，狄拉克方程式中的负能量的解是荒谬的，是没有实际意义的，应当像对待代数式中没有意义的根那样，把它舍去。但是，狄拉克以他非凡的科学创见，预言了一种神秘的新粒子——正电子的存在。他的预言，震动了当时整个物理学界，众人议论纷纷，莫衷一是。可是4年后，正当许多人怀疑和争论不休的时候，却传来了美国物理学家卡·达·安德逊在宇宙射线中发现正电子的消息，证实了狄拉克的光辉预言，同时为物质世界“大厦”又增添了一块基石。正电子的发现从原则上启发人们去寻找其他基本粒子的反粒子问题。1955年，美国科学家小组发现了反质子，过了一年又发现了反中子。科学实验以铁的事实证实了狄拉克的理论。基于此辉煌的成就，他获得了1933年的诺贝尔物理学奖金，是年才32岁。此外，狄拉克还同费米一起提出了费米—狄拉克统计，并建立了辐射的量子理论。

　　狄拉克在1930年发表的《量子力学原理》，是一部经典名著。该书已重版4次，1958年的第四版本与初版相比只修改了最后一章。此书已译成各种文字。书中对量子力学的理论基础作了系统的总结，并提出了完整的一套数学表示方法。他所利用的右矢与左矢概念，简洁而深刻地反映出量子力学中各量之间的内在关系，阐述了量子力学的理论结构。他所引进的狄拉克符号，现在已为科学界所普遍采用。《量子力学原理》已成为当代量子力学的基础。