Поль Дирак - Paul Dirac

Поль Дирак

Дирак 4.jpg
Дирак, сфотографирован в 1933 году.
Родился
Поль Адриан Морис Дирак

( 1902-08-08 )8 августа 1902 г.
Бристоль , Англия
Умер 20 октября 1984 г. (1984-10-20)(82 года)
Национальность Швейцарцы (1902–1984)
британцы (1919–84)
Альма-матер
Известен
 
Супруг (а)
Маргит Вигнер
( м.  1937 г. )
Дети 2
Награды
Научная карьера
Поля Теоретическая физика
Учреждения
Тезис Квантовая механика  (1926)
Докторант Ральф Фаулер
Докторанты
Влияния Джон Стюарт Милл
Портрет Поля Дирака Клары Эвальд (1939)

Поль Адриен Морис Дирак О.М. FRS ( / d ɪ г æ к / ; 8 августа 1902 - 20 октября 1984) был английский физик - теоретик , который считается одним из самых значительных физиков 20 - го века.

Дирак внес фундаментальный вклад в раннее развитие как квантовой механики, так и квантовой электродинамики . Среди других открытий он сформулировал уравнение Дирака, которое описывает поведение фермионов и предсказал существование антивещества . Дирак разделил Нобелевскую премию по физике 1933 года с Эрвином Шредингером «за открытие новых продуктивных форм атомной теории ». Он также внес значительный вклад в согласование общей теории относительности с квантовой механикой.

Друзья и коллеги считали Дирака необычным персонажем. В 1926 письме Павла Эренфест , Альберт Эйнштейн писал Дирак, « У меня есть проблемы с Дираком. Этой балансирование на головокружительном пути между гением и безумием ужасно.» В другом письме, касающемся эффекта Комптона, он писал: «Я вообще не понимаю Дирака».

Он был профессором математики в Кембриджском университете , был членом Центра теоретических исследований Университета Майами и последние десять лет своей жизни провел в Университете штата Флорида .

Личная жизнь

Ранние года

Поль Адриан Морис Дирак родился в доме своих родителей в Бристоле , Англия, 8 августа 1902 года и вырос в районе Бишопстон города. Его отец, Шарль Адриан Ладислас Дирак, был иммигрантом из Сен-Мориса, Швейцария , который работал в Бристоле учителем французского языка. Его мать, Флоренс Ханна Дирак, урожденная Холтен, дочь капитана корабля, родилась в Корнуолле , Англия, и работала библиотекарем в Центральной библиотеке Бристоля . У Поля была младшая сестра Беатрис Изабель Маргарита, известная как Бетти, и старший брат Реджинальд Чарльз Феликс, известный как Феликс, который покончил жизнь самоубийством в марте 1925 года. Дирак позже вспоминал: «Мои родители были ужасно огорчены. Я этого не делал. знаю, что они так сильно заботились ... Я никогда не знал, что родители должны были заботиться о своих детях, но с тех пор я знал ".

Чарльз и дети были официально швейцарскими гражданами, пока они не натурализовались 22 октября 1919 года. Отец Дирака был строгим и авторитарным, хотя и не одобрял телесных наказаний. У Дирака были натянутые отношения с отцом, настолько, что после его смерти Дирак писал: «Теперь я чувствую себя намного свободнее, и я сам себе человек». Чарльз заставлял своих детей говорить с ним только по-французски, чтобы они могли выучить язык. Когда Дирак обнаружил, что не может выразить то, что хотел сказать по-французски, он решил промолчать.

Образование

Дирак получил образование сначала в начальной школе Бишоп-Роуд, а затем в техническом колледже торговых предприятий для мальчиков (позже - Котэмская школа ), где его отец был учителем французского языка. Школа была учреждением, прикрепленным к Бристольскому университету , которое разделяло территорию и персонал. Особое внимание в нем уделялось техническим предметам, таким как кладка кирпича, сапожное дело и металлообработка, а также современным языкам. Это было необычно в то время, когда среднее образование в Британии все еще было посвящено в основном классике, и за что Дирак позже выразит свою благодарность.

Дирак изучал электротехнику по стипендии Университета города Бристоль на инженерном факультете Бристольского университета, который был совмещен с Техническим колледжем торговых предприятий. Незадолго до того, как он получил степень в 1921 году, он сдал вступительные экзамены в колледж Святого Иоанна в Кембридже . Он сдал экзамен и получил стипендию в размере 70 фунтов стерлингов, но этого не хватило для того, чтобы жить и учиться в Кембридже. Несмотря на то, что он окончил университет со степенью бакалавра инженерных наук с отличием , экономический климат послевоенной депрессии был таков, что он не смог найти работу инженером. Вместо этого он принял предложение бесплатно учиться на степень бакалавра математики в Бристольском университете. Ему разрешили пропустить первый год курса из-за его инженерной степени.

В 1923 году Дирак окончил университет, снова с отличием первого класса, и получил стипендию в размере 140 фунтов стерлингов от Департамента научных и промышленных исследований . Вместе со стипендией в размере 70 фунтов стерлингов от колледжа Святого Иоанна этого было достаточно, чтобы жить в Кембридже. Там Дирак преследовал свои интересы в области общей теории относительности , интерес, который он приобрел ранее, будучи студентом в Бристоле, и в зарождающейся области квантовой физики под руководством Ральфа Фаулера . С 1925 по 1928 год он занимал стипендию 1851 года от Королевской комиссии по выставке 1851 года . Он защитил докторскую диссертацию в июне 1926 года, впервые представив диссертацию по квантовой механике. Затем он продолжил свои исследования в Копенгагене и Геттингене . Весной 1929 года он был приглашенным профессором Университета Висконсин-Мэдисон .

Семья

Поль Дирак с женой в Копенгагене , июль 1963 года.

В 1937 году Дирак женился на Маргит Вигнер ( сестра Юджина Вигнера ). Он усыновил двоих детей Маргит, Джудит и Габриэля . У Пола и Маргит Дирак было двое детей, обе дочери, Мэри Элизабет и Флоренс Моника.

Маргит, известная как Манси, посетила своего брата в 1934 году в Принстоне, штат Нью-Джерси , из ее родной Венгрии, и во время ужина в ресторане Annex встретила «одинокого мужчину за соседним столиком». В этом отчете корейского физика Ю.С. Кима, который познакомился с Дираком и находился под его влиянием, также говорится: «Для физического сообщества весьма удачно, что Манси хорошо позаботился о нашем уважаемом Поле А.М. Дираке. Дирак опубликовал одиннадцать статей за период 1939 года. –46 ... Дирак смог сохранить свою нормальную исследовательскую продуктивность только потому, что всем остальным отвечал Манси ».

Личность

Дирак был известен среди своих коллег своей точной и неразговорчивой натурой. Его коллеги в Кембридже в шутку определили единицу, называемую «дирак», то есть одно слово в час. Когда Нильс Бор пожаловался, что не знает, как закончить предложение в научной статье, которую он писал, Дирак ответил: «В школе меня учили никогда не начинать предложение, не зная его конца». Он критиковал интерес физика Роберта Оппенгеймера к поэзии: «Цель науки - сделать сложные вещи понятными более простым способом; цель поэзии - сформулировать простые вещи непонятным образом. Эти два понятия несовместимы».

Сам Дирак писал в своем дневнике во время учебы в аспирантуре, что он сосредоточился исключительно на своих исследованиях и остановился только в воскресенье, когда совершал длительные прогулки в одиночестве.

В обзоре биографии 2009 года рассказывается анекдот, в котором Вернер Гейзенберг и Дирак плыли на океанском лайнере на конференцию в Японию в августе 1929 года. «человек, который постоянно флиртовал и танцевал, в то время как Дирак -« эдвардианский фанатик », как выразился биограф Грэм Фармело - страдал от агонии, если его заставляли вести какие-либо беседы или светскую беседу.« Почему ты танцуешь? » Дирак спросил своего собеседника. «Когда есть хорошие девушки, это приятно», - ответил Гейзенберг. Дирак задумался над этой идеей, затем выпалил: «Но, Гейзенберг, откуда ты заранее знаешь, что девушки хорошие? » »

Маргит Дирак рассказала Джорджу Гамову и Антону Капри в 1960-х, что ее муж сказал посетителю дома: «Позвольте мне представить сестру Вигнера, которая теперь моя жена».

Другая история, рассказанная о Дираке, заключается в том, что, когда он впервые встретил молодого Ричарда Фейнмана на конференции, он сказал после долгого молчания: «У меня есть уравнение. У вас тоже есть?»

После того, как он выступил с лекцией на конференции, один коллега поднял руку и сказал: «Я не понимаю уравнение в правом верхнем углу доски». После долгого молчания модератор спросил Дирака, хочет ли он ответить на вопрос, на что Дирак ответил: «Это был не вопрос, это был комментарий».

Дирак также отличался личной скромностью. Он назвал уравнение временной эволюции квантово-механического оператора, которое он первым записал, «уравнением движения Гейзенберга». Большинство физиков говорят о статистике Ферми – Дирака для частиц с полуцелым спином и статистике Бозе – Эйнштейна для частиц с целым спином. Позднее, читая лекции, Дирак всегда настаивал на том, чтобы называть прежнюю статистику Ферми. Он назвал последнюю «статистикой Бозе» по причинам, как он объяснил, «симметрии».

Взгляды на религию

Гейзенберг вспомнил разговор между молодыми участниками Сольвеевской конференции 1927 года об Эйнштейне и взглядах Планка на религию между Вольфгангом Паули , Гейзенбергом и Дираком. Вклад Дирака заключался в критике политической цели религии, которую Бор считал вполне ясной, когда позже услышал ее от Гейзенберга. Среди прочего Дирак сказал:

Я не могу понять, почему мы праздно обсуждаем религию. Если мы честны - а ученые должны быть честными, - мы должны признать, что религия - это нагромождение ложных утверждений, не имеющих реальной основы. Сама идея Бога - продукт человеческого воображения. Вполне понятно, почему первобытные люди, которые были гораздо более подвержены влиянию всепоглощающих сил природы, чем мы сегодня, должны были олицетворять эти силы в страхе и трепете. Но в наши дни, когда мы понимаем так много природных процессов, нам не нужны такие решения. Я хоть убей не могу понять, как постулат Всемогущего Бога хоть как-то помогает нам. Что я действительно вижу, так это то, что это предположение приводит к таким непродуктивным вопросам, почему Бог допускает столько страданий и несправедливости, эксплуатацию бедных богатыми и все другие ужасы, которые Он мог предотвратить. Если религии все еще преподают, то это отнюдь не потому, что ее идеи все еще убеждают нас, а просто потому, что некоторые из нас хотят сохранить спокойствие среди низших классов. Спокойными людьми гораздо легче управлять, чем шумными и недовольными. Их также намного проще использовать. Религия - это своего рода опиум, который позволяет нации убаюкивать себя желаемыми мечтами и тем самым забывать о несправедливостях, совершаемых против людей. Отсюда тесный союз между этими двумя великими политическими силами, государством и церковью. Оба нуждаются в иллюзии, что добрый Бог вознаграждает - на небесах, если не на земле - всех тех, кто не восстал против несправедливости, кто тихо и безропотно выполнил свой долг. Именно поэтому честное утверждение, что Бог - простой продукт человеческого воображения, заклеймено как наихудший из всех смертных грехов.

Взгляд Гейзенберга был терпимым. Паули, выросший как католик, промолчал после нескольких первоначальных замечаний, но когда, наконец, его спросили, что он думает, он сказал: «Что ж, у нашего друга Дирака есть религия, и ее руководящий принцип -« Бога нет, а Поль » Дирак пророк Его. " " Все, в том числе Дирак, расхохотался.

Позже взгляды Дирака на идею Бога были менее резкими. Как автор статьи, опубликованной в журнале Scientific American за май 1963 года , Дирак писал:

Кажется, одна из фундаментальных черт природы заключается в том, что фундаментальные физические законы описываются в терминах математической теории великой красоты и силы, требующей довольно высокого уровня математики для ее понимания. Вы можете спросить: почему природа построена по этим линиям? Можно только ответить, что наши нынешние знания, кажется, показывают, что природа устроена таким образом. Мы просто должны это принять. Возможно, можно было бы описать ситуацию, сказав, что Бог - математик очень высокого уровня, и Он использовал очень продвинутую математику при построении Вселенной. Наши слабые попытки в математике позволяют нам немного понять Вселенную, и по мере того, как мы продолжаем развивать все более высокую математику, мы можем надеяться лучше понять Вселенную.

В 1971 году на конференции Дирак высказал свое мнение о существовании Бога. Дирак объяснил, что существование Бога может быть оправдано только в том случае, если в прошлом произошло невероятное событие:

Может быть, начать жизнь крайне сложно . Может быть, так трудно начать жизнь, что это произошло только один раз среди всех планет ... Давайте рассмотрим в качестве предположения, что шанс возникновения жизни, когда у нас будут подходящие физические условия, равен 10 - 100 . У меня нет никаких логических оснований предлагать эту цифру, я просто хочу, чтобы вы рассмотрели это как возможность. В тех условиях ... почти наверняка жизнь не началась бы. И я чувствую, что в этих условиях необходимо будет предположить существование бога, чтобы начать жизнь. Поэтому я хотел бы установить эту связь между существованием бога и физическими законами: если физические законы таковы, что начало жизни связано с чрезмерно малым шансом, поэтому было бы неразумно предполагать, что жизнь будет иметь началось просто по слепой случайности, значит, должен быть бог, и такой бог, вероятно, проявит свое влияние в квантовых скачках, которые происходят позже. С другой стороны, если жизнь может начаться очень легко и не требует никакого божественного влияния, тогда я скажу, что бога нет.

Дирак не придерживался какой-либо определенной точки зрения, но он описал возможности научного ответа на вопрос о Боге.

Почести

Дирак разделил Нобелевскую премию 1933 года по физике с Эрвином Шредингером «за открытие новых продуктивных форм атомной теории». Дирак был также награжден Королевской медалью в 1939 году и как медаль Копли и Макса Планка медаль в 1952 году он был избран членом в Королевском обществе в 1930 г., почетный сотрудник Американского физического общества в 1948 году, и почетный член институт физики , Лондон в 1971 г. он получил первое J. Robert Oppenheimer Мемориальной премии в 1969 г. Дирак стал членом Орден за заслуги в 1973 году, ранее отклонил рыцарство , как он не хотел быть рассмотрен его имя.

Смерть

Надгробие Дирака и его жены на кладбище Розелон, Таллахасси, Флорида . Рядом с ними похоронена их дочь Мэри Элизабет Дирак, умершая 20 января 2007 года.

В 1984 году Дирак умер в Таллахасси, штат Флорида , и был похоронен на кладбище Таллахасси Розелон. Дом детства Дирака в Бишопстоне, Бристоль , отмечен голубой мемориальной доской , а близлежащая улица Дирака названа в знак признания его связей с городом Бристоль . Памятный камень был установлен в саду в Сен-Морисе, Швейцария , городе происхождения семьи его отца, 1 августа 1991 года. 13 ноября 1995 года памятный маркер, сделанный из зеленого сланца Берлингтона и начертанный уравнением Дирака , был установлен. открыт в Вестминстерском аббатстве . Декан Вестминстера , Эдвард Карпентер , первоначально отказано в разрешении на мемориале, думая Дирак быть анти-христианином, но в конце концов ( в течение пяти лет) уговорили смягчиться.

Карьера

Дирак основал наиболее общую теорию квантовой механики и открыл релятивистское уравнение для электрона, которое теперь носит его имя. Замечательное представление об античастице для каждой частицы фермиона - например, позитрон как античастица для электрона - проистекает из его уравнения. Он был первым, кто разработал квантовую теорию поля, которая лежит в основе всех сегодняшних теоретических работ по субатомным или «элементарным» частицам, работы, которая является фундаментальной для нашего понимания сил природы. Он предложил и исследовал концепцию магнитного монополя , объекта, еще не известного эмпирически, как средство придания еще большей симметрии уравнениям электромагнетизма Джеймса Клерка Максвелла .

Квантовая теория

Первый шаг Дирака в новой квантовой теории было принято в конце сентября 1925 года Ральф Фаулер , его научный руководитель, получил стойкую копию исследовательской работе по Вернер Гейзенберг в рамках старой квантовой теории Бора и Зоммерфельда . Гейзенберг сильно опирался на принцип соответствия Бора, но изменил уравнения так, чтобы они включали непосредственно наблюдаемые величины, что привело к матричной формулировке квантовой механики. Фаулер отправил статью Гейзенберга Дираку, который был в отпуске в Бристоле, попросив его внимательно изучить эту статью.

Внимание Дирака привлекла таинственная математическая связь, на первый взгляд непонятная, которую установил Гейзенберг. Несколько недель спустя, вернувшись в Кембридж, Дирак внезапно осознал, что эта математическая форма имеет ту же структуру, что и скобки Пуассона, которые встречаются в классической динамике движения частиц. В то время его воспоминания о скобках Пуассона были довольно смутными, но он обнаружил, что « Аналитическая динамика частиц и твердых тел» Э. Уиттекера проясняет его . Исходя из своего нового понимания, он разработал квантовую теорию, основанную на некоммутирующих динамических переменных. Это привело его к наиболее глубокой и важной на сегодняшний день общей формулировке квантовой механики. Формулировка Дирака позволила ему получить правила квантования в новой и более информативной манере . За эту работу, опубликованную в 1926 году, Дирак получил докторскую степень в Кембридже. Это легло в основу статистики Ферми-Дирака, которая применяется к системам, состоящим из множества идентичных частиц со спином 1/2 (т.е. которые подчиняются принципу исключения Паули ), например электронов в твердых телах и жидкостях, и, что важно, к области проводимости в полупроводниках. .

Как известно, Дирака не беспокоили вопросы интерпретации в квантовой теории . Фактически, в статье, опубликованной в книге в его честь, он написал: «Интерпретацией квантовой механики занимались многие авторы, и я не хочу обсуждать ее здесь. Я хочу коснуться более фундаментальных вещей. "

Уравнение Дирака

В 1928 году, основываясь на спиновых матрицах 2 × 2, которые он якобы открыл независимо от работ Вольфганга Паули о нерелятивистских спиновых системах (Дирак сказал Абрахаму Паису : «Я считаю, что получил эти [матрицы] независимо от Паули и, возможно, Паули получил их независимо от меня. "), он предложил уравнение Дирака как релятивистское уравнение движения для волновой функции от электрона . Эта работа привела Дирака к предсказанию существования позитрона , античастицы электрона , которое он интерпретировал в терминах того, что впоследствии было названо морем Дирака . Позитрон наблюдал Карл Андерсон в 1932 году. Уравнение Дирака также способствовало объяснению происхождения квантового спина как релятивистского явления.

Необходимость фермионов (материи) создается и уничтожается в Энрико Ферми «с 1934 теории бета - распада привели к реинтерпретации уравнения Дирака как„классического“ уравнения поля для любой точечной частицы со спином ħ / 2, сам предмет к условиям квантовани с участием антикоммутаторов . Таким образом, переосмысленное в 1934 году Вернером Гейзенбергом как (квантовое) уравнение поля, точно описывающее все элементарные частицы материи - современные кварки и лептоны - это уравнение поля Дирака является столь же центральным для теоретической физики, как уравнения поля Максвелла , Янга – Миллса и Эйнштейна . Дирак считается основателем квантовой электродинамики и первым использовал этот термин. Он также представил идею поляризации вакуума в начале 1930-х годов. Эта работа была ключом к развитию квантовой механики следующим поколением теоретиков, в частности Швингером , Фейнманом , Син-Итиро Томонага и Дайсоном в их формулировках квантовой электродинамики.

« Принципы квантовой механики» Дирака , опубликованные в 1930 году, стали важной вехой в истории науки . Он быстро стал одним из стандартных учебников по этому предмету и используется до сих пор. В этой книге Дирак включил предыдущие работы Вернера Гейзенберга по матричной механике и Эрвина Шредингера по волновой механике в единый математический формализм, который связывает измеримые величины с операторами, действующими в гильбертовом пространстве векторов, которые описывают состояние физической системы . В книге также представлена дельта-функция Дирака . После своей статьи 1939 года он также включил обозначение бюстгальтера в третье издание своей книги, тем самым способствуя его повсеместному использованию в настоящее время.

Магнитные монополи

В 1931 году Дирак предположил, что существования единственного магнитного монополя во Вселенной будет достаточно, чтобы объяснить квантование электрического заряда. В 1975, 1982 и 2009 годах интригующие результаты предполагали возможное обнаружение магнитных монополей, но на сегодняшний день нет прямых доказательств их существования (см. Также Поиск магнитных монополей ).

Сила тяжести

Он квантовал гравитационное поле и разработал общую теорию квантового поля с динамическими ограничениями, которая составляет основу современных калибровочных теорий и теорий суперструн . Влияние и важность работ Дирака увеличивались с течением времени, и физики ежедневно используют концепции и уравнения, которые он разработал.

Лукасский стул

Дирак был лукасовским профессором математики в Кембридже с 1932 по 1969 год. В 1937 году он предложил умозрительную космологическую модель, основанную на так называемой гипотезе больших чисел . Во время Второй мировой войны он провел важные теоретические и экспериментальные исследования по обогащению урана с помощью газовой центрифуги .

Квантовая электродинамика Дирака (КЭД) делала предсказания, которые чаще всего были бесконечными и, следовательно, неприемлемыми. Был разработан обходной путь, известный как перенормировка , но Дирак никогда с этим не соглашался. «Я должен сказать, что очень недоволен ситуацией, - сказал он в 1975 году, - потому что эта так называемая« хорошая теория »действительно предполагает пренебрежение бесконечностями, которые появляются в ее уравнениях, пренебрегая ими произвольным образом. Это просто не разумная математика. Разумная математика предполагает пренебрежение величиной, когда она мала - не пренебрегать ею только потому, что она бесконечно велика, а вы этого не хотите! " Его отказ принять перенормировку привел к тому, что его работа над этой темой все больше выходила из мейнстрима.

Однако из его однажды отвергнутых заметок ему удалось поработать над тем, чтобы положить квантовую электродинамику на «логический фундамент», основанный на сформулированном им гамильтоновом формализме . Он нашел довольно новый способ получения аномального магнитного момента «термин Швингера», а также сдвиг Лэмба , заново в 1963 году, используя картину Гейзенберга и без использования метода объединения, используемого Вайскопфом и Френчем, а также двумя пионерами современной КЭД. , Швингер и Фейнман . Это было за два года до того, как КЭД Томонага – Швингера – Фейнмана была официально признана присуждением Нобелевской премии по физике.

Вайскопф и Френч (FW) были первыми, кто получил правильный результат для лэмбовского сдвига и аномального магнитного момента электрона. Сначала результаты FW не согласовывались с неверными, но независимыми результатами Фейнмана и Швингера. Лекции 1963–1964 годов, которые Дирак читал по квантовой теории поля в Университете Иешивы, были опубликованы в 1966 году под названием Белферской высшей школы естественных наук, серия монографий № 3. После переезда во Флориду, чтобы быть рядом со своей старшей дочерью Мэри, Дирак провел свой последний четырнадцать лет (как исследований жизни, так и физики) в Университете Майами в Корал-Гейблс, Флорида , и Государственном университете Флориды в Таллахасси, Флорида .

В 1950-х годах в поисках лучшего КЭД Поль Дирак разработал гамильтонову теорию ограничений на основе лекций, которые он прочитал на Международном математическом конгрессе 1949 года в Канаде. Дирак также решил проблему помещения уравнения Швингера – Томонага в представление Шредингера и дал явные выражения для скалярного мезонного поля ( пион с нулевым спином или псевдоскалярный мезон ), векторного мезонного поля (спин-один род-мезон) и электромагнитного поля (вращать один безмассовый бозон, фотон).

Гамильтониан систем со связями - один из многих шедевров Дирака. Это мощное обобщение гамильтоновой теории, которое остается в силе для искривленного пространства-времени. Уравнения для гамильтониана связаны только шесть степеней свободы описываются , для каждой точки поверхности , на которой рассматриваются состояние. ( Т = 0, 1, 2, 3) появляется в теории только через переменные , которые встречаются в виде произвольных коэффициентов в уравнениях движения. Есть четыре ограничения или слабые уравнения для каждой точки поверхности = константа. Три из них образуют четыре векторной плотности на поверхности. Четвертый - трехмерная скалярная плотность на поверхности H L ≈ 0; H r ≈ 0 ( r = 1, 2, 3)

В конце 1950-х он применил гамильтоновы методы, которые он разработал, чтобы привести общую теорию относительности Эйнштейна в гамильтонову форму и довести до технического завершения проблему квантования гравитации, а также приблизить ее к остальной части физики согласно Саламу и ДеВитту. В 1959 году он также выступил с приглашенным докладом на тему «Энергия гравитационного поля» на Нью-Йоркском собрании Американского физического общества. В 1964 году он опубликовал свои лекции по квантовой механике (Лондон: академический), в которых рассматривается ограниченная динамика нелинейных динамических систем, включая квантование искривленного пространства-времени. Он также опубликовал статью под названием «Квантование гравитационного поля» на симпозиуме ICTP / МАГАТЭ в Триесте по современной физике 1967 года.

Профессор в Университете штата Флорида

С сентября 1970 года по январь 1971 года Дирак был приглашенным профессором в Университете штата Флорида в Таллахасси. В это время ему предложили там постоянную должность, и он согласился, став профессором в 1972 году. Современные отчеты о его пребывании там описывают это как счастливое, за исключением того, что он, очевидно, находил летнюю жару угнетающей и любил бежать из нее в Кембридж.

Каждый день он ходил пешком около мили до работы и любил купаться в одном из двух близлежащих озер (Серебряное озеро и Затерянное озеро), а также был более общительным, чем в Кембридже, где в основном работал дома, не считая проведение занятий и семинаров; в бывшем Советском Союзе он обычно обедал со своими коллегами, прежде чем ложиться спать.

Дирак опубликовал более 60 статей за последние двенадцать лет своей жизни, в том числе небольшую книгу по общей теории относительности. Его последняя статья (1984), озаглавленная «Неадекватность квантовой теории поля», содержит его окончательное суждение о квантовой теории поля: «Эти правила перенормировки дают удивительно, чрезмерно хорошее согласие с экспериментами. Большинство физиков говорят, что эти рабочие правила, следовательно, , правильно. Я считаю, что это не адекватная причина. Тот факт, что результаты совпадают с наблюдениями, еще не доказывает, что теория верна ". Статья заканчивается словами: «Я потратил много лет на поиск гамильтониана, который можно было бы ввести в теорию, и еще не нашел его. Я буду продолжать работать над ним, пока смогу, и другие люди, я надеюсь, последуют за ним. таким образом ".

Студенты

Среди его многочисленных учеников были Хоми Дж. Бхабха , Фред Хойл , Джон Полкингхорн и Фриман Дайсон . Полкингхорн вспоминает, что Дирака «однажды спросили, в чем состоит его основная вера. Он подошел к доске и написал, что законы природы должны быть выражены в красивых уравнениях».

Наследие

В 1975 году Дирак прочитал серию из пяти лекций в Университете Нового Южного Уэльса, которые впоследствии были опубликованы в виде книги « Направления в физике» (1978). Он пожертвовал гонорары от этой книги университету для создания серии лекций Дирака . Серебряная медаль Дирака по улучшению теоретической физики награждена Университетом Нового Южного Уэльса в память лекции.

Сразу после его смерти две организации профессиональных физиков учредили ежегодные премии памяти Дирака . Институт физики , профессиональный орган Соединенного Королевства для физиков, присуждает Дирак медаль за «выдающийся вклад в теоретическое ( в том числе математического и вычислительной) физики». Первыми тремя получателями были Стивен Хокинг (1987), Джон Стюарт Белл (1988) и Роджер Пенроуз (1989). Международный центр теоретической физики присуждает Медаль Дирака каждый год в день рождения Дирака (8 августа).

Премия Дирака-Хеллмана в Университете штата Флорида была вручена Брюсом П. Хеллманом в 1997 году в качестве награды за выдающиеся работы исследователей из бывшего Советского Союза в области теоретической физики. Научная библиотека Пола А.М. Дирака в Университете штата Флорида, которую Манси открыл в декабре 1989 года, названа в его честь, и его статьи хранятся там. Снаружи стоит его статуя работы Габриэллы Боллобас. Улица, на которой расположена Национальная лаборатория сильного магнитного поля в инновационном парке Таллахасси, штат Флорида, носит название Paul Dirac Drive. В его родном городе Бристоле есть дорога, названная в его честь, Dirac Place, в Дидкот , Оксфордшир. BBC назвал видеокодек , Дирак , в его честь. В честь Дирака был открыт астероид, открытый в 1983 году. Распределенное исследование с использованием Advanced Computing ( DiRAC ) и программного обеспечения Dirac названо в его честь.

Публикации

  • Принципы квантовой механики (1930): эта книга суммирует идеи квантовой механики с использованием современного формализма, который в значительной степени был разработан самим Дираком. Ближе к концу книги он также обсуждает релятивистскую теорию электрона ( уравнение Дирака ), которая также была впервые разработана им. Эта работа не относится к каким-либо другим работам по квантовой механике, доступным на тот момент.
  • Лекции по квантовой механике (1966): большая часть этой книги посвящена квантовой механике в искривленном пространстве-времени .
  • Лекции по квантовой теории поля (1966): в этой книге излагаются основы квантовой теории поля с использованием гамильтонова формализма.
  • Спиноры в гильбертовом пространстве (1974): эта книга, основанная на лекциях, прочитанных в 1969 году в Университете Майами, Корал-Гейблс, Флорида, США, рассматривает основные аспекты спиноров, начиная с формализма реального гильбертова пространства . Дирак заключает пророческие слова: «У нас есть бозонные переменные, автоматически появляющиеся в теории, которая начинается только с фермионных переменных, при условии, что число фермионных переменных бесконечно. Должны быть такие бозонные переменные, связанные с электронами ...»
  • Общая теория относительности (1975): эта работа на 69 страницах обобщает общую теорию относительности Эйнштейна.

использованная литература

Цитаты

Общие источники

дальнейшее чтение

внешние ссылки