科普
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2019-08-08
如果让我选一个“最优美的函数”的话，我会选“狄拉克δ函数”。
狄拉克δ函数为数学家、物理学家及工程技术人员所熟悉；它由英国科学家保罗·狄拉克引进，因而得名。
保罗·狄拉克（Paul Dirac），1902年8月8日生于英格兰西南部的布里斯托。1921年，狄拉克在布里斯托大学取得电子工程和数学两个学位之后，于1926年在剑桥大学发表论文《量子力学》，取得物理学博士学位，应邀任圣约翰学院研究员。1929年周游各国，作学术访问，先在美国逗留了五个月，后来和海森伯一起访问日本，再横贯西伯利亚，回到英格兰。1930年当选为英国伦敦皇家学会会员。1932年至1969年期间，狄拉克任剑桥大学数学系教授。他还担任过美国威斯康星大学、密执安大学、普林斯顿大学、迈阿密大学等有名学府的访问教授。1933年狄拉克和薛定谔一起分享当年度诺贝尔物理学奖。1971年起任剑桥大学荣誉教授，兼任美国佛罗里达州立大学物理学教授。1984年10月24日，狄拉克逝世于美国佛罗里达州塔拉哈西，享年82岁。
狄拉克对物理学的主要贡献是：提出描述相对论性费米粒子的量子力学方程（即狄拉克方程），给出反粒子解；预言磁单极；费米——狄拉克统计。另外，在量子场论尤其是量子电动力学方面也作出了奠基性的工作；在引力论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《量子力学原理》，一直是该领域的权威性经典名著，甚至有人称之为“量子力学的圣经”。
自古名人多轶事，狄拉克也不例外。
尼尔斯·玻尔（Niels Bohr，丹麦物理学家，1922年诺贝尔物理学奖得主）曾说：“物理学家中，狄拉克具有最纯洁的灵魂。”在1933年，狄拉克与薛定谔共享了当年的诺贝尔物理奖。当时他私下对学术老前辈欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford，英国物理学家，1908年诺贝尔化学奖得主）说，他不想成为新闻人物，打算拒绝接受这个荣誉。卢瑟福对他说：“如果你这样做，你会更出名，人家更要来麻烦你了。”于是狄拉克才同意去领奖。另一个例子说，英国皇室曾经册封狄拉克为骑士，可是狄拉克却拒绝了，只因为他不想让自己名字加上一个前冠。
狄拉克一生多思寡言，总是被同事称为怪诞之人。当年剑桥大学的同事们在描述狄拉克时有一个善意的玩笑，把“一小时说一个字”定义为1个“ 狄拉克单位”，足见他平日言辞之少。伦敦博物馆资深研究员格雷厄·法米罗（Graham Farmelo）在他2009年的一本传记文学作品《最奇怪的人》（The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac, Mystic of the Atom）里收集了不少关于狄拉克的轶事趣闻。
狄拉克曾经说过：“一个数学理论如果是真正漂亮的话，它一定会显示为一种优雅而重要的物理现象。”1956年他访问莫斯科大学时，曾在黑板上写道：“物理学定律必须具有数学的美。”
科学小讲堂
狄拉克方程（Dirac Equation）：为了避免克莱因-高登方程中概率不守恒的问题，狄拉克在假设方程关于时间与空间的微分呈一次关系后得出了有名的狄拉克方程。但该方程仍无法避免得出负能量解的问题。但是负能级的解是成立的，根据泡利不相容原理，狄拉克认为所有的负能级都已经被电子占据，所以阻止了正能级电子向负能级跃迁，这就是费米子海，也叫狄拉克之海。根据以上猜想可推出正电子等的存在。
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