??如果讓我選一個“最優(yōu)美的函數(shù)”的話,我會選“狄拉克δ函數(shù)”。
狄拉克δ函數(shù)為數(shù)學家、物理學家及工程技術人員所熟悉;它由英國科學家保羅·狄拉克引進,因而得名。
保羅·狄拉克(Paul Dirac),1902年8月8日生于英格蘭西南部的布里斯托。1921年,狄拉克在布里斯托大學取得電子工程和數(shù)學兩個學位之后,于1926年在劍橋大學發(fā)表論文《量子力學》,取得物理學博士學位,應邀任圣約翰學院研究員。1929年周游各國,作學術訪問,先在美國逗留了五個月,后來和海森伯一起訪問日本,再橫貫西伯利亞,回到英格蘭。1930年當選為英國倫敦皇家學會會員。1932年至1969年期間,狄拉克任劍橋大學數(shù)學系教授。他還擔任過美國威斯康星大學、密執(zhí)安大學、普林斯頓大學、邁阿密大學等有名學府的訪問教授。1933年狄拉克和薛定諤一起分享當年度諾貝爾物理學獎。1971年起任劍橋大學榮譽教授,兼任美國佛羅里達州立大學物理學教授。1984年10月24日,狄拉克逝世于美國佛羅里達州塔拉哈西,享年82歲。
狄拉克對物理學的主要貢獻是:提出描述相對論性費米粒子的量子力學方程(即狄拉克方程),給出反粒子解;預言磁單極;費米——狄拉克統(tǒng)計。另外,在量子場論尤其是量子電動力學方面也作出了奠基性的工作;在引力論和引力量子化方面也有杰出的工作。
狄拉克一生著作不少。他的《量子力學原理》,一直是該領域的權威性經典名著,甚至有人稱之為“量子力學的圣經”。
自古名人多軼事,狄拉克也不例外。
尼爾斯·玻爾(Niels Bohr,丹麥物理學家,1922年諾貝爾物理學獎得主)曾說:“物理學家中,狄拉克具有最純潔的靈魂?!痹?933年,狄拉克與薛定諤共享了當年的諾貝爾物理獎。當時他私下對學術老前輩歐內斯特·盧瑟福(Ernest Rutherford,英國物理學家,1908年諾貝爾化學獎得主)說,他不想成為新聞人物,打算拒絕接受這個榮譽。盧瑟福對他說:“如果你這樣做,你會更出名,人家更要來麻煩你了?!庇谑堑依瞬磐馊ヮI獎。另一個例子說,英國皇室曾經冊封狄拉克為騎士,可是狄拉克卻拒絕了,只因為他不想讓自己名字加上一個前冠。
狄拉克一生多思寡言,總是被同事稱為怪誕之人。當年劍橋大學的同事們在描述狄拉克時有一個善意的玩笑,把“一小時說一個字”定義為1個“ 狄拉克單位”,足見他平日言辭之少。倫敦博物館資深研究員格雷厄·法米羅(Graham Farmelo)在他2009年的一本傳記文學作品《最奇怪的人》(The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac, Mystic of the Atom)里收集了不少關于狄拉克的軼事趣聞。
狄拉克曾經說過:“一個數(shù)學理論如果是真正漂亮的話,它一定會顯示為一種優(yōu)雅而重要的物理現(xiàn)象?!?956年他訪問莫斯科大學時,曾在黑板上寫道:“物理學定律必須具有數(shù)學的美?!?/span>
科學小講堂
狄拉克方程(Dirac Equation):為了避免克萊因-高登方程中概率不守恒的問題,狄拉克在假設方程關于時間與空間的微分呈一次關系后得出了有名的狄拉克方程。但該方程仍無法避免得出負能量解的問題。但是負能級的解是成立的,根據(jù)泡利不相容原理,狄拉克認為所有的負能級都已經被電子占據(jù),所以阻止了正能級電子向負能級躍遷,這就是費米子海,也叫狄拉克之海。根據(jù)以上猜想可推出正電子等的存在。
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