分享本文至 E-mail 信箱
學術引用格式
MLA
APA
EndNote(.enw)

開創了量子電動力學──狄拉克誕辰│科學史上的今天:8/8

Photo Credit: Science Museum London @ flickr license

1921 年,電機系畢業的狄拉克(Paul Dirac, 1902-1984)原本打算順理成章當個工程師,無奈英國經濟尚未自戰後復甦,竟找不到工作。他權衡之下乾脆回校再讀數學系,既不用學費,還有機會拿獎學金。兩年後他順利取得學位,也用獎學金再到劍橋大學攻讀物理。這一讀,竟加速了量子力學的進展。

原本鍾情於相對論的狄拉克在老師建議下接觸剛萌芽的量子力學,他很快就看出海森堡的矩陣力學與薛丁格的波動方程式實為一體之兩面。1928年更進一步將薛丁格方程式結合狹義相對論,提出影響深遠的狄拉克方程式,開創了量子電動力學,為量子力學奠定重要的基礎。他並根據方程式預言反物質的存在,後來安德森果然於 1932 年發現電子的反物質──正子,第二年,年僅 31 歲的狄拉克因此與薛丁格共同獲頒諾貝爾物理獎。

狄拉克雖然年紀輕輕就綻放光芒,他本人卻一直相當低調內斂。例如他原本打算拒領諾貝爾獎以免成為眾人目光焦點,直到拉塞福勸誡他若如此做會更出名,才打消原意。波耳曾形容狄拉克在所有的物理學家中「擁有最純淨的靈魂」;除了他生活簡樸,毫不重視物質享受,也因為他始終堅持科學的準確與美感。狄拉克的堅持甚至已經內化到一種渾然天成的執拗,以致傳出許多有趣的軼事……。

有一次狄拉克演講完後讓聽眾提問,一人舉手說:「我不懂黑板右上方那條方程式。」狄拉克卻一語不發的看著他超過一分鐘。主持人為了打破尷尬,問狄拉克是否回答一下那人的問題,只見狄拉克搖搖頭說:「那並不是個問題,那只是評語。」

狄拉克到普林斯頓當訪問學者時接受了記者採訪,他擔心報社不等他寄回校稿就逕行刊出訪談內容,於是到隔壁研究室問兩位同事該怎麼辦。其中一位建議他先發函給報社要求「不得以任何形式發表」,狄拉克卻沉默以對,經過一段時間頗久的大眼瞪小眼,同事兩人只好不管他,重拾原先被他打斷的話題。約過了十五分鐘,狄拉克終於說話了:「你們不覺得『以任何形式』這幾個字是多餘的嗎?」

或許是這種嚴謹的態度所致,狄拉克也是有名的省話一哥。根據普林斯頓的同僚,每次狄拉克講電話時,嘴巴幾乎只會吐出 ”Yes”、”No”、”I don’t know” 這幾個字。他在劍橋大學的同事也曾開玩笑地定義了「一個小時說一個字」為一個「狄拉克」單位。難怪波耳也說他是「最奇怪的人」;而這個怪咖可不是除了科學以外毫無樂趣,他閱讀廣泛,從世界文學名著到間諜小說都讀;喜歡看米老鼠卡通,還是女歌星雪兒的粉絲!

擇善固執的狄拉克因為反對在量子力學中使用「重整化」這個消除無限大的計算技巧,而與研究主流漸行漸遠,終其一生未能再有重大的研究成果。不過,如果他的另一項預言──磁單極的存在──被證實的話,那又另當別論了。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

 

您最近是不是也有以下的感受?

1.各類議題中的科學及專業知識日益複雜,想懂實在太難。

2.資訊爆炸、真假難辨、覺得無所適從,甚至想不聽不看。

3.擔心身邊的人受偽科學與謠言所誤,但不知道該怎麼辦。

這時候你需要「科學思辨力」幫助你,建立自己的邏輯、跨過複雜議題討論的門檻、提升資訊選擇、處理與溝通的能力。

用 12 堂課讓你成為更能面對未來變化的公民吧!

課程內容詳見:《科學思辨力》

泛科學總編輯鄭國威招牌課程再度開課,面對面傳授閱讀理解、科普寫作到內容行銷的心法,幫助你打造個人品牌。

慶祝泛科學院周年慶,快來領取專屬優惠,現在購買課程還有機會抽中 $1,111 折價券喔!課程傳送門請點我

關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。

網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策