狄拉克

內容概要

諾貝爾桂冠物理學家狄拉克(1902～1984)毫無疑問是20世紀最具天才且最有影響的物理學家之一，他對量子理論的貢獻引起了物理學革命。本書是狄拉克的第一部大型傳記，描繪了他的一生及其對物理學的貢獻，其中包括一些鮮為人知的貢獻，例如宇宙學和經典電子理論。作者考查了狄拉克的成功與失敗，尤其關注狄拉克對現(xiàn)代量子電動力學的反對意見——基于美學缺陷的一個反對意見。    本書引用了大量未發(fā)表的資料，其中包括狄拉克與玻爾、海森伯、泡利、薛定諤、伽莫夫和其他物理學家的通信。本書既是這位物理學家的傳記，也是一部現(xiàn)代物理學史。

作者簡介

赫爾奇·克勞（Helge Krag）是丹麥阿哈斯大學科學史教授。他的著作還有：《科學史學導論》、《量子世代》與《宇宙學與爭端：兩種宇宙理論的歷史發(fā)展》。

書籍目錄

第一章  早年歲月第二章  量子力學的發(fā)現(xiàn)第三章  相對論和自旋電子第四章  旅行者與思考者第五章  哲學家的夢想第六章  量子和場第七章  50年的物理學家生涯第八章  “所謂的量子電動力學”第九章  電子和以太第十章  只是有一點讓人失望第十一章  在宇宙學中探險第十二章  最純潔的心靈第十三章  物理學哲學第十四章  數學美原理附錄Ⅰ  狄拉克文獻研究附錄Ⅱ  狄拉克文獻注釋和參考文獻一般參考文獻人名索引名詞索引譯后記

章節(jié)摘錄

第十二章 最純潔的心靈他，個頭很高，面容憔悴，手腳不那么靈巧，極度地沉默寡言。他把一切獻給了一個主要興趣，在這個領域他是一位杰出的人物，但對其他活動沒有興趣或者沒有能力。他在談話時一般總是彬彬有禮的，但當他不能理解他的對話者耐，彬彬有禮的態(tài)度就不能保持下去了。他不能保證他說的東西都能被人理解，換句話說，他是具有超級數學心智的一位典型；對于其他人來說，這種心智蘊藏著多種利益，而對于狄拉克來說，他卻將它全部用來完成他偉大的歷史使命，即建立一門新學科——量子力學。他對量子力學的貢獻可以與任何其他人的貢獻相媲美。上面這段文字引自德國物理學家埃爾薩塞1978年寫的回憶錄。在其后半生成為生物學家的埃爾薩塞，為我們提供了大量的有關狄拉克的回憶。狄拉克的確是。位傳奇式的人物，這不僅因為他對物理學作出了突出的貢獻，而且還在于他個人的人格魅力。自童年以來，他只是在被問到一個問題，或者覺得有什么重要事情要講的時候才開口講話，而且總是盡可能用少的言語。不過，只要他一說話，就總是采取直截了當的方式，從不閃爍其詞。他曾錯誤地認為，其他人也采取同樣的說。昕方式。維格納回憶了一次與狄拉克和科學家、哲學家波蘭尼共進午餐時所發(fā)生的事情，他們當時正在討論各種科學問題和社會問題。在整個討論過程中，狄拉克一言不發(fā)，當詢問他的看法時才說了一句：“德意說話的人總是比愿意聽話的人要多一些?！币陨线@個故事只是狄拉克眾多軼事當中的一則，絕大多數軼事都反映了他性格內向和說話直截了當。這些故事多年來一直在物理學家中流傳，它們是塑造一個傳奇人物的一個重要組成部分，而這個人物很少有人很了解他。不過，這些軼事的絕大多數并不完全真實，還有一些純屬虛構，然而，把它們放在一起就會構成一幅有特殊意義的圖象，它會以印象派的方式揭示人物某些真實的內在性格。沉默寡言是狄拉克根深蒂固的性格，他很少主動地說話。他曾說過（根據一個故事，他是對喜歡講話的玻爾說的）：他被告知說，如果當一個人不能完整地表達一句子時，就不能開口說話。他嚴格遵守這條訓導，思考優(yōu)先于說話。下一則故事是海森伯講的，反映了狄拉克傳奇中的兩個主題曲：缺乏主動性，以及對異性的膽怯：保羅總是措辭謹慎，不喜歡主動地說出他的最初想法。在我們從美國去日本的輪船上，我喜歡參加一些社交活動，例如在晚上參加舞會，保羅則不怎么喜歡跳舞，不過他還是坐在椅子上觀看跳舞。有一次，我從舞池中下來，坐在他旁邊的椅子上，他問我：“海森伯，你為什么要跳舞？”我說：“如果有漂亮的姑娘在舞會上，那么跳舞就是一件愉快的事情。”他想了好一會兒，大約是在5分鐘之后才說：“海森伯，你怎么事先知道在舞會中的姑娘們一定是漂亮的呢？”“我依然覺得很難同狄拉克交談，”認識狄拉克多年的一位劍橋物理學家曾對英費爾德說，“如果我要征求他的意見，我必須盡量簡潔地說出我的問題。他總會用5分鐘看天花板，接著又用5分鐘看窗外，然后回答說‘是’或者‘不是’。不過，他回答總是正確的?！鄙踔猎跁h上或在科學討論中，狄拉克依然保持著這種態(tài)度。1950年夏，他在哈韋爾召開的核物理學會議上作了關于場論的報告。會議記錄在概括他的報告內容之后，以簡潔的方式收尾：“以下討論的問題被提出來了，但沒有回答……”狄拉克的沉默寡言，似乎部分地因為害羞，部分地因為特異性地和過分地堅持邏輯和智力的經濟。狄拉克不僅在科學問題上由于他的直接與坦率而聞名，而且在日常生活中也是如此。他很難接近，甚至對那些與他共事很長時間的人也采取保留的態(tài)度。然而，那些很了解他的人使我們相信：他是一位非常有禮貌的人。即使這樣，對于那些不了解他的孤獨特質，或者不熟悉他個性的人來說，他對話的風格和傾向會讓人覺得只是缺乏機智而已。他的沉默寡言以及看似對人缺乏興趣，使他的社會交往不多，在某些情況下甚至不可避免地犯下不禮貌或者傲慢的錯誤。下面的故事就是最好的證明。當波蘭青年物理學家英費爾德1933年前后來到劍橋時，福勒就建議他跟從狄拉克研究正電子理論中的一個問題。英費爾德于是去見狄拉克，下面就是他后來記述下來的那次會見：我穿過圣約翰學院那狹窄的木樓梯，然后敲響了狄拉克的房門。他悄悄地把門打開，并以友好的手勢指著一張帶扶手的椅子。我坐下來并等著他講話，但鴉雀無聲。我告訴我的主人說，我?guī)缀醪粫v英語，他友善地笑了笑，但沒有作任何回答。英費爾德試圖把談話引向深入，且把福勒的建議告訴了他。仍然沒有回答。我等待了一會兒，接著直接提出了問題：“你反對我同你一道研究那個問題嗎？”——“不”。我終于讓他吐出了一個字。接下來，我開始討論那個問題，并拿出鋼筆來以便寫出一個公式。他一言不發(fā)地站起來，拿來了紙張。但是，我的鋼筆寫卻不出字來，這時他又悄無聲息地拿出他的鉛筆，并遞給了我。我再次問他一個直接的問題，而得到的回答是5個字，我花了兩天的時間才消化它們。談話即將結束，我試圖延長它?！爱斘矣龅嚼щy的時候，你不介意我來麻煩你嗎？”——“不”。我離開了他的房間，奇怪而又沮喪。他太難令人親近了，要是我事先就知道每個劍橋人都是這么認為的，那么我就不會有什么不愉快的感覺了。如果英國人都覺得他很特別，那么對一個喜歡嚼舌根的波蘭人就更可想而知了。狄拉克當然不是無禮，盡管他的舉止被英費爾德描述得好像是無禮的。他作為邏輯的耕耘者，只不過是按邏輯行事，因此在某些場合就表現(xiàn)得與社會所接受的方式背道而馳。他直接回答問題，但不作評論或者其他不得要領的陳述。他接下來會坦率行事，在一些場合下，這種坦率并不總是被認為是友好的表示。后來成為知名天體物理學家的席艾瑪，在1950年前后拜狄拉克為導師。有一次，席艾瑪興奮地跑到狄拉克的辦公室說：“狄拉克教授，關于宇宙學中恒星形成的問題，我剛剛想出一種方法，我可以告訴你嗎？”狄拉克的回答是：“不。”談話就此結束。還有一次，一位法國物理學家拜訪狄拉克。那位法國人很費勁地講著英語，在狄拉克無聲之中介紹自己。狄拉克靜靜地聽著他講出每一個單詞，其中一半是法語，另一半則是糟糕的英語?！斑^了一會兒，狄拉克的妹妹走進房間，用法語問狄拉克一些事情，狄拉克也以流利的法語做了回答?！蔽覀兓仡^想一下，狄拉克父親的母語是法語，他在孩子們很小的時候就教他們法語。那位來訪者自然很憤怒，大聲叫道：“你為什么不告訴我，你能講法語？”狄拉克簡潔地回答說：“你從來也沒有問過我呀?！边€有異曲同工的另一個故事是塔姆講的。他1931年聆聽了海森伯在劍橋大學作的一次演講，內容是介紹海特勒近期的研究。海森伯忘記了帶筆記本，但還是作了演講。接下來的討論就令人糊涂和不滿。在討論之后，有人詢問狄拉克對此的看法，狄拉克說，他相當了解海特勒的觀點，而且是海特勒親自告訴他的?！澳敲?，保羅，你為什么不當場告訴大家呢？”“沒有任何人要我講呀，”狄拉克回答說。1947～1948年，派斯在普林斯頓高等學術研究所工作時結識了狄拉克，并掌握了狄拉克的談話特性。他回憶起他們在研究所走廊里的一次對話：狄拉克說：“我妻子問你能否和我們一起共進晚餐？”派斯回答說：“很抱歉，我另有約會?！钡依私又f：“再見?！薄暗依藳]有說‘那改天’吧？對他來說問題已經提出，并得到了回答，因此談話就該結束了?！蔽艺J為，下一則軼事的主人翁應該是其他物理學家，而不應該是狄拉克。狄拉克發(fā)表完演講之后，一位聽眾提問道：“狄拉克教授，我不懂你是怎樣推導出這個方程的……”狄拉克安靜地坐著，也許朝窗外看去，沒有任何想回答的表示。經過一段沉寂之后，與提問者一樣不懂的演講主持人請求狄拉克回答剛才的那個問題?！澳遣皇且粋€問題，只是一個陳述?！钡依嘶卮鸬?。其實，他并不想回絕詢問者或者制造幽默，只是想陳述一個事實。狄拉克愛好孤獨和沉默寡言源于他希望按照他的意愿生活，這是很清楚也是很合邏輯的事。盡管他通常是一個少言語的人，但在他認為必要的時候，他的口才卻是很好的。1950年，他在加拿大遇見了英費爾德，后者當時正在落基山脈的班夫訪問。英費爾德不僅對遇見狄拉克感到意外，而且也注意到他的善談：“他遠離人群已有兩周的時間了，而且沒有說過一句話，因此，他把積壓的詞句突然一股腦兒地向我釋放出來。盡管他天性不愛說話——也許正因為這樣——他是聰明的，而且思想深邃，從不嘮叨瑣碎事情?！睂壿嫀缀醑偪竦臒釔圬灤┑依松畹母鱾€時期，而且常常會帶來意想不到的結果。邏輯的和理性的想法并不總是能控制實際生活，但它們卻控制了狄拉克的大學生活，或者說他認為被控制了。“他似乎總是一個徹頭徹尾的理性主義者，”莫特在1963年評論道。下面一個故事也許能反映狄拉克智力運作的特征。休姆是狄拉克早期的一位研究生，有一次，他與狄拉克一起乘火車從劍橋去倫敦。在返回劍橋的途中，狄拉克注意到從休姆的口袋里發(fā)出咔嗒咔嗒聲，休姆解釋說，那是他裝在瓶子里的藥丸發(fā)出的聲音：在去倫敦的途中，瓶子里裝滿了藥丸因此沒有聲音；后來因為吃了一些藥丸，所以狄拉克就能夠聽到聲音了。狄拉克在沉默一會兒后說：“我猜想，當瓶子只有一半藥丸時，它將發(fā)出最大的噪聲。"……

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他，個頭很高，面容憔悴，手腳不那么靈巧，極度地沉默寡言。他把一切獻給了一個主要興趣。在這個領域他是一位杰出的人物，但對其他活動沒有興趣或者沒有能力……他是具有超級數學心智的典型；對于其他人來說，這種心智蘊藏著多種利益，而對于狄拉克來說。他卻將它全部用來完成他偉大的歷史使命，即建立一門新學科——量子力學。 ——德國物理學家 埃爾薩塞 在所有的物理學家中，狄拉克具有最純潔的心靈。 ——諾貝爾物理學獎得主 玻爾

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