首页 > 文化知识

狄拉克:和薛定谔共同获得诺贝尔奖的量子力学奠基者之一

时间:2022-11-07 文化知识 查看: 93

狄拉克的介绍

保罗·狄拉克(Paul Adrien Maurice Dirac,1902年8月8日-1984年10月20日),男,英国理论物理学家,量子力学的奠基者之一,并对量子电动力学早期的发展作出重要贡献。曾经主持剑桥大学的卢卡斯数学教授席位,并在佛罗里达州立大学度过他人生的最后十四个年头。

他给出的狄拉克方程可以描述费米子的物理行为,并且预测了反物质的存在。

1933年,因为“发现了在原子理论里很有用的新形式”(即量子力学的基本方程-薛定谔方程和狄拉克方程),狄拉克和埃尔温·薛定谔共同获得了诺贝尔物理学奖。

狄拉克的生平事迹

早年求学

保罗·狄拉克,1902年8月8日出生在英格兰西南部的布里斯托,成长在毕晓普斯顿区的城市。他的父亲,查尔斯·埃卓恩·拉迪斯拉斯·狄拉克,是一个曾在布里斯托教书的法文老师,从瑞士瓦莱州的圣莫里斯移民到英国。他的母亲,佛罗伦斯·汉娜·狄拉克原姓霍尔滕是一位船长的女儿,曾在布里斯托中央图书馆担任图书管理

员。保罗有一个妹妹,叫阿特丽斯·伊莎贝尔·玛格丽特,大家称她为贝蒂,还有一个哥哥,雷金纳德·查尔斯·费利克斯,大家叫他费利克斯。费利克斯在1925年3月自杀。狄拉克后来回忆说:“我的父母非常痛心。我不知道他们这么在乎...我从来不知道父母应该照顾自己的孩子,但自从这件事后,我了解这件事。”

查尔斯和他的孩子们注册的是瑞士国籍,直到1919年10月22日才归化为英国籍。狄拉克的父亲虽然他不赞成体罚,但却是一个严格和专制的人。狄拉克与他的父亲的关系很紧张,以至于在他父亲死后,他写道:“我觉得我更自由了,我要做我自己。”查尔斯为了使他的孩子学习法语,强迫他们只能说法语。但狄拉克发现,他无法用法语表达他想说的话,所以他选择保持沉默。

狄拉克第一次受教育是在主教路小学,然后在男子商人合营技术学院(后来的考瑟姆学校)就读。他的父亲在那里是一位法语老师。这所学校是布里斯托大学内的附属机构,他们共享场地和人员。这所大学强调技术课程,如瓦工、制鞋、金属工作和现代语言。在当时仍然主要致力于经典文学的英国中等教育里,这是一个不寻常的安排。后来狄拉克曾对这些安排表示感激。

之后狄拉克在布里斯托大学工程学院学习电机工程。尽管最喜欢的科目是数学,狄拉克后来声称工程教育对他影响深远:

“原先,我只对完全正确的方程感兴趣。然而我所接受的工程训练教导我要容许近似,有时候我能够从这些理论中发现惊人的美,即使它是以近似为基础...如果没有这些来自工程学的训练,我或许无法在后来的研究作出任何成果...我持续在之后的工作运用这些不完全严谨的工程数学,我相信你们可以从我后来的文章中看出来...那些要求所有计算推导上完全精确的数学家很难在物理上走得很远。”

就在1921年获得学位的前不久,他参加了剑桥大学圣约翰学院的入学测验。他通过入学考试并获得一笔70英镑的奖学金,然而这不足以支付在剑桥就读及生活所需的庞大金额。尽管以第一级荣誉工程学士的成绩毕业,在当时英国战后经济衰退的环境下仍无法找到工程师的工作。因此,他选择接受免学费攻读布里斯托大学数学学士学位的机会。由于已完成的工程学位,他被允许抵免第一年的课程。

1923年狄拉克再度以第一级荣誉的成绩毕业并获得140英镑的奖学金。加上来自约翰学院的70英镑,这笔钱足够他在剑桥居住与求学。

剑桥岁月

原先,狄拉克希望研究一直以来感兴趣的相对论,然而在拉尔夫·福勒的指导下,狄拉克开始接触原子理论。福勒将原子理论中最新的概念如尼尔斯·玻尔等人的理论介绍给了狄拉克,对此狄拉克曾回忆到:

“还记得我头一回看到玻尔的理论,我相当惊讶...让人惊奇的是在特定的条件下,我们居然能将牛顿定律用在原子里的电子。第一个条件是忽略电子辐射,第二则是放入量子条件。我仍记得很清楚,玻尔的理论当时给了我多大的震撼。我相信在发展量子力学上,玻尔引入的这个概念是最大的突破。”

之后狄拉克也尝试着将玻尔的理论作延伸。1925年维尔纳·海森堡提出了着眼于可观察的物理量的理论,当中牵涉到矩阵相乘的不可交换性。狄拉克起初对此并不特别欣赏,然而约莫两个星期之后,他意识到当中的不可交换性带有重要的意义,并且发现了经典力学中泊松括号与海森堡提出的矩阵力学规则的相似之处。

基于这项发现,他得出更明确的量子化规则(即正则量子化)。这份名为《量子力学》的论文发表于1926年,狄拉克也凭借这项工作获得博士学位。

同时埃尔温·薛定谔以物质波的波方程提出了自己的量子理论。狄拉克很快地发现到海森堡与薛定谔两人的理论是彼此互补的,并开始研究起薛定谔的波动力学。

展开全文
上一篇:俄罗斯三大农民起义:俄国规模最大的一次农民起义是哪次
下一篇:麦克斯韦:经典电动力学的创始人统计物理学的奠基人之一
输入字:
相关知识
一介武夫是什么意思 怎么理解一介武夫是什么意思

一介武夫是什么意思 怎么理解一介武夫是什么意思_1、一介武夫是一个军人的意思。 2、一介武夫在文学中用作自谦之词。学中用作自谦之词。出自明·清溪道人《禅真逸史》。 3、军人是在国家军队中服役的军职人员,包括战斗人员和非战斗人员,类似古代的武士,骑士。其职责是保卫国

永别了牢笼是什么意思 怎么理解永别了牢笼的意思

永别了牢笼是什么意思 怎么理解永别了牢笼的意思_1、这句话的意思是告别了束缚自己的牢笼,重获新生,拥有了自由。 2、电脑游戏英雄联盟的英雄(游戏角色)塞拉斯的台词。因为塞拉斯的大招技能是偷敌方阵营的角色的技能,并自己使用,所以被称之为“偷男”。经常有玩家以“永别了牢

鲸鱼拉屎是什么意思 网上鲸鱼拉屎的意思是什么

鲸鱼拉屎是什么意思 网上鲸鱼拉屎的意思是什么_1、这梗多用于水帖或指责他人冷漠你只关心你自己梗的变体,本质上没有什么意义。 2、鲸鱼拉的粑粑不是成固体状的,他们最开始拉出来时是散状的,但是经历过时间的沉淀,在海底会形成固体。而这些固体的粑粑就是昂贵的香水原料—龙延

奆佬是什么意思 怎么理解奆佬的意思

奆佬是什么意思 怎么理解奆佬的意思_1、奆佬解释:在某个方面在某种程度上有话语权的人,一般是资历老,辈分高,说话顶用的人。2、“奆人”一词最早起源于一款FPS类的单机游戏《使命召唤》、后期在《使命召唤OL》中,玩家们又把游戏中玩的厉害的人简称为“奆奆”。如

沐上行为是什么意思 什么是沐上行为

沐上行为是什么意思 什么是沐上行为_1、沐上行为,指多在熟悉的朋友面前,吃什么东西或者做什么事都要偷偷的或公开的比别人先一步。 2、有点儿占小便宜的意思(褒义)为B站up盗月社食遇记,成员沐上的行为所产生名词。也可以被称为母上行为。

涨价通知函范本 涨价通知函范本模板

涨价通知函范本 涨价通知函范本模板_1、尊敬的客户:XX公司YY部门ZZ职位您们好!2010年由于国内企业生存环境承受了劳动力价格上升、原材料价格上行、通货膨胀趋势和政策因素变动的多重挤压,我们WW公司也不例外,对于我们传统低端下游产品主要依靠其加工费并通

盲盒式午睡是什么意思 什么是盲盒式午睡

盲盒式午睡是什么意思 什么是盲盒式午睡_1、盲盒式午睡是什么意思 盲盒式午睡 : 形容午睡就像开盲盒一样,你永远也不知道你醒来的时候是几点,可能十分钟就醒了,可能醒来天都黑了。 2、而且你也不知道醒来是活力满满,还是头昏脑胀,一切都是随机的。

生吃个人我很抱歉什么意思 网络语生吃个人我很抱歉什么意思

生吃个人我很抱歉什么意思 网络语生吃个人我很抱歉什么意思_1、这是一个关于网抑云的梗,出自太宰治里人间失格的一句“生而为人,我很抱歉”因为在网易云评论区被广泛运用而被人们调侃改成生吃个人,我很抱歉。 2、其实类似的还有生不出人,我很抱歉等(太多字了不想打了)。 3、有些人为

打咩是什么意思 词语打咩是什么意思

打咩是什么意思 词语打咩是什么意思_1、咩是日语的一种音译,其实是不要的意思,但起码不是打烊。意思是不行不行,救救我。2、日语属于黏着语、通过在词语上粘贴语法成分来构成句子,称为活用,其间的结合并不紧密、不改变原来词汇的含义只表语法功能。

觱篥是什么玩意 古代的觱篥是什么

觱篥是什么玩意 古代的觱篥是什么_1、即觱篥。也称管,古代管乐器之一种,多用于军中。流行于我国北方。2、它的管身是木制的,上面开有八孔(前七后一)。管口插一苇制的哨子而发音。管也分大、中、小三种,以及双管和加键管。大的管约33厘米长,中的24.5厘米长,