狄拉克

內(nèi)容概要

諾貝爾桂冠物理學(xué)家狄拉克(1902～1984)毫無(wú)疑問(wèn)是20世紀(jì)最具天才且最有影響的物理學(xué)家之一，他對(duì)量子理論的貢獻(xiàn)引起了物理學(xué)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(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)，其中包括一些鮮為人知的貢獻(xiàn)，例如宇宙學(xué)和經(jīng)典電子理論。作者考查了狄拉克的成功與失敗，尤其關(guān)注狄拉克對(duì)現(xiàn)代量子電動(dòng)力學(xué)的反對(duì)意見(jiàn)——基于美學(xué)缺陷的一個(gè)反對(duì)意見(jiàn)。    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(xué)家的通信。本書既是這位物理學(xué)家的傳記，也是一部現(xiàn)代物理學(xué)史。

作者簡(jiǎn)介

赫爾奇·克勞（Helge Krag）是丹麥阿哈斯大學(xué)科學(xué)史教授。他的著作還有：《科學(xué)史學(xué)導(dǎo)論》、《量子世代》與《宇宙學(xué)與爭(zhēng)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(xué)的發(fā)現(xiàn)第三章  相對(duì)論和自旋電子第四章  旅行者與思考者第五章  哲學(xué)家的夢(mèng)想第六章  量子和場(chǎng)第七章  50年的物理學(xué)家生涯第八章  “所謂的量子電動(dòng)力學(xué)”第九章  電子和以太第十章  只是有一點(diǎn)讓人失望第十一章  在宇宙學(xué)中探險(xiǎn)第十二章  最純潔的心靈第十三章  物理學(xué)哲學(xué)第十四章  數(shù)學(xué)美原理附錄Ⅰ  狄拉克文獻(xiàn)研究附錄Ⅱ  狄拉克文獻(xiàn)注釋和參考文獻(xiàn)一般參考文獻(xiàn)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(gè)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(xiàn)給了一個(gè)主要興趣，在這個(gè)領(lǐng)域他是一位杰出的人物，但對(duì)其他活動(dòng)沒(méi)有興趣或者沒(méi)有能力。他在談話時(shí)一般總是彬彬有禮的，但當(dāng)他不能理解他的對(duì)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(shuō)的東西都能被人理解，換句話說(shuō)，他是具有超級(jí)數(shù)學(xué)心智的一位典型；對(duì)于其他人來(lái)說(shuō)，這種心智蘊(yùn)藏著多種利益，而對(duì)于狄拉克來(lái)說(shuō)，他卻將它全部用來(lái)完成他偉大的歷史使命，即建立一門新學(xué)科——量子力學(xué)。他對(duì)量子力學(xué)的貢獻(xiàn)可以與任何其他人的貢獻(xiàn)相媲美。上面這段文字引自德國(guó)物理學(xué)家埃爾薩塞1978年寫的回憶錄。在其后半生成為生物學(xué)家的埃爾薩塞，為我們提供了大量的有關(guān)狄拉克的回憶。狄拉克的確是。位傳奇式的人物，這不僅因?yàn)樗麑?duì)物理學(xué)作出了突出的貢獻(xiàn)，而且還在于他個(gè)人的人格魅力。自童年以來(lái)，他只是在被問(wèn)到一個(gè)問(wèn)題，或者覺(jué)得有什么重要事情要講的時(shí)候才開口講話，而且總是盡可能用少的言語(yǔ)。不過(guò)，只要他一說(shuō)話，就總是采取直截了當(dāng)?shù)姆绞?，從不閃爍其詞。他曾錯(cuò)誤地認(rèn)為，其他人也采取同樣的說(shuō)。昕方式。維格納回憶了一次與狄拉克和科學(xué)家、哲學(xué)家波蘭尼共進(jìn)午餐時(shí)所發(fā)生的事情，他們當(dāng)時(shí)正在討論各種科學(xué)問(wèn)題和社會(huì)問(wèn)題。在整個(gè)討論過(guò)程中，狄拉克一言不發(fā)，當(dāng)詢問(wèn)他的看法時(shí)才說(shuō)了一句：“德意說(shuō)話的人總是比愿意聽話的人要多一些?！币陨线@個(gè)故事只是狄拉克眾多軼事當(dāng)中的一則，絕大多數(shù)軼事都反映了他性格內(nèi)向和說(shuō)話直截了當(dāng)。這些故事多年來(lái)一直在物理學(xué)家中流傳，它們是塑造一個(gè)傳奇人物的一個(gè)重要組成部分，而這個(gè)人物很少有人很了解他。不過(guò)，這些軼事的絕大多數(shù)并不完全真實(shí)，還有一些純屬虛構(gòu)，然而，把它們放在一起就會(huì)構(gòu)成一幅有特殊意義的圖象，它會(huì)以印象派的方式揭示人物某些真實(shí)的內(nèi)在性格。沉默寡言是狄拉克根深蒂固的性格，他很少主動(dòng)地說(shuō)話。他曾說(shuō)過(guò)（根據(jù)一個(gè)故事，他是對(duì)喜歡講話的玻爾說(shuō)的）：他被告知說(shuō)，如果當(dāng)一個(gè)人不能完整地表達(dá)一句子時(shí)，就不能開口說(shuō)話。他嚴(yán)格遵守這條訓(xùn)導(dǎo)，思考優(yōu)先于說(shuō)話。下一則故事是海森伯講的，反映了狄拉克傳奇中的兩個(gè)主題曲：缺乏主動(dòng)性，以及對(duì)異性的膽怯：保羅總是措辭謹(jǐn)慎，不喜歡主動(dòng)地說(shuō)出他的最初想法。在我們從美國(guó)去日本的輪船上，我喜歡參加一些社交活動(dòng)，例如在晚上參加舞會(huì)，保羅則不怎么喜歡跳舞，不過(guò)他還是坐在椅子上觀看跳舞。有一次，我從舞池中下來(lái)，坐在他旁邊的椅子上，他問(wèn)我：“海森伯，你為什么要跳舞？”我說(shuō)：“如果有漂亮的姑娘在舞會(huì)上，那么跳舞就是一件愉快的事情?！彼肓撕靡粫?huì)兒，大約是在5分鐘之后才說(shuō)：“海森伯，你怎么事先知道在舞會(huì)中的姑娘們一定是漂亮的呢？”“我依然覺(jué)得很難同狄拉克交談，”認(rèn)識(shí)狄拉克多年的一位劍橋物理學(xué)家曾對(duì)英費(fèi)爾德說(shuō)，“如果我要征求他的意見(jiàn)，我必須盡量簡(jiǎn)潔地說(shuō)出我的問(wèn)題。他總會(huì)用5分鐘看天花板，接著又用5分鐘看窗外，然后回答說(shuō)‘是’或者‘不是’。不過(guò)，他回答總是正確的?！鄙踔猎跁?huì)議上或在科學(xué)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(xué)會(huì)議上作了關(guān)于場(chǎng)論的報(bào)告。會(huì)議記錄在概括他的報(bào)告內(nèi)容之后，以簡(jiǎn)潔的方式收尾：“以下討論的問(wèn)題被提出來(lái)了，但沒(méi)有回答……”狄拉克的沉默寡言，似乎部分地因?yàn)楹π?，部分地因?yàn)樘禺愋缘睾瓦^(guò)分地堅(jiān)持邏輯和智力的經(jīng)濟(jì)。狄拉克不僅在科學(xué)問(wèn)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(duì)那些與他共事很長(zhǎng)時(shí)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(duì)于那些不了解他的孤獨(dú)特質(zhì)，或者不熟悉他個(gè)性的人來(lái)說(shuō)，他對(duì)話的風(fēng)格和傾向會(huì)讓人覺(jué)得只是缺乏機(jī)智而已。他的沉默寡言以及看似對(duì)人缺乏興趣，使他的社會(huì)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(cuò)誤。下面的故事就是最好的證明。當(dāng)波蘭青年物理學(xué)家英費(fèi)爾德1933年前后來(lái)到劍橋時(shí)，福勒就建議他跟從狄拉克研究正電子理論中的一個(gè)問(wèn)題。英費(fèi)爾德于是去見(jiàn)狄拉克，下面就是他后來(lái)記述下來(lái)的那次會(huì)見(jiàn)：我穿過(guò)圣約翰學(xué)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(shì)指著一張帶扶手的椅子。我坐下來(lái)并等著他講話，但鴉雀無(wú)聲。我告訴我的主人說(shuō)，我?guī)缀醪粫?huì)講英語(yǔ)，他友善地笑了笑，但沒(méi)有作任何回答。英費(fèi)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(méi)有回答。我等待了一會(huì)兒，接著直接提出了問(wèn)題：“你反對(duì)我同你一道研究那個(gè)問(wèn)題嗎？”——“不”。我終于讓他吐出了一個(gè)字。接下來(lái)，我開始討論那個(gè)問(wèn)題，并拿出鋼筆來(lái)以便寫出一個(gè)公式。他一言不發(fā)地站起來(lái)，拿來(lái)了紙張。但是，我的鋼筆寫卻不出字來(lái)，這時(shí)他又悄無(wú)聲息地拿出他的鉛筆，并遞給了我。我再次問(wèn)他一個(gè)直接的問(wèn)題，而得到的回答是5個(gè)字，我花了兩天的時(shí)間才消化它們。談話即將結(jié)束，我試圖延長(zhǎng)它?！爱?dāng)我遇到困難的時(shí)候，你不介意我來(lái)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(gè)劍橋人都是這么認(rèn)為的，那么我就不會(huì)有什么不愉快的感覺(jué)了。如果英國(guó)人都覺(jué)得他很特別，那么對(duì)一個(gè)喜歡嚼舌根的波蘭人就更可想而知了。狄拉克當(dāng)然不是無(wú)禮，盡管他的舉止被英費(fèi)爾德描述得好像是無(wú)禮的。他作為邏輯的耕耘者，只不過(guò)是按邏輯行事，因此在某些場(chǎng)合就表現(xiàn)得與社會(huì)所接受的方式背道而馳。他直接回答問(wèn)題，但不作評(píng)論或者其他不得要領(lǐng)的陳述。他接下來(lái)會(huì)坦率行事，在一些場(chǎng)合下，這種坦率并不總是被認(rèn)為是友好的表示。后來(lái)成為知名天體物理學(xué)家的席艾瑪，在1950年前后拜狄拉克為導(dǎo)師。有一次，席艾瑪興奮地跑到狄拉克的辦公室說(shuō)：“狄拉克教授，關(guān)于宇宙學(xué)中恒星形成的問(wèn)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(jié)束。還有一次，一位法國(guó)物理學(xué)家拜訪狄拉克。那位法國(guó)人很費(fèi)勁地講著英語(yǔ)，在狄拉克無(wú)聲之中介紹自己。狄拉克靜靜地聽著他講出每一個(gè)單詞，其中一半是法語(yǔ)，另一半則是糟糕的英語(yǔ)?！斑^(guò)了一會(huì)兒，狄拉克的妹妹走進(jìn)房間，用法語(yǔ)問(wèn)狄拉克一些事情，狄拉克也以流利的法語(yǔ)做了回答?！蔽覀兓仡^想一下，狄拉克父親的母語(yǔ)是法語(yǔ)，他在孩子們很小的時(shí)候就教他們法語(yǔ)。那位來(lái)訪者自然很憤怒，大聲叫道：“你為什么不告訴我，你能講法語(yǔ)？”狄拉克簡(jiǎn)潔地回答說(shuō)：“你從來(lái)也沒(méi)有問(wèn)過(guò)我呀?！边€有異曲同工的另一個(gè)故事是塔姆講的。他1931年聆聽了海森伯在劍橋大學(xué)作的一次演講，內(nèi)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(lái)的討論就令人糊涂和不滿。在討論之后，有人詢問(wèn)狄拉克對(duì)此的看法，狄拉克說(shuō)，他相當(dāng)了解海特勒的觀點(diǎn)，而且是海特勒親自告訴他的?！澳敲矗Ａ_，你為什么不當(dāng)場(chǎng)告訴大家呢？”“沒(méi)有任何人要我講呀，”狄拉克回答說(shuō)。1947～1948年，派斯在普林斯頓高等學(xué)術(shù)研究所工作時(shí)結(jié)識(shí)了狄拉克，并掌握了狄拉克的談話特性。他回憶起他們?cè)谘芯克呃壤锏囊淮螌?duì)話：狄拉克說(shuō)：“我妻子問(wèn)你能否和我們一起共進(jìn)晚餐？”派斯回答說(shuō)：“很抱歉，我另有約會(huì)。”狄拉克接著說(shuō)：“再見(jiàn)?！薄暗依藳](méi)有說(shuō)‘那改天’吧？對(duì)他來(lái)說(shuō)問(wèn)題已經(jīng)提出，并得到了回答，因此談話就該結(jié)束了。”我認(rèn)為，下一則軼事的主人翁應(yīng)該是其他物理學(xué)家，而不應(yīng)該是狄拉克。狄拉克發(fā)表完演講之后，一位聽眾提問(wèn)道：“狄拉克教授，我不懂你是怎樣推導(dǎo)出這個(gè)方程的……”狄拉克安靜地坐著，也許朝窗外看去，沒(méi)有任何想回答的表示。經(jīng)過(guò)一段沉寂之后，與提問(wèn)者一樣不懂的演講主持人請(qǐng)求狄拉克回答剛才的那個(gè)問(wèn)題?！澳遣皇且粋€(gè)問(wèn)題，只是一個(gè)陳述?！钡依嘶卮鸬馈Ｆ鋵?shí)，他并不想回絕詢問(wèn)者或者制造幽默，只是想陳述一個(gè)事實(shí)。狄拉克愛(ài)好孤獨(dú)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(gè)少言語(yǔ)的人，但在他認(rèn)為必要的時(shí)候，他的口才卻是很好的。1950年，他在加拿大遇見(jiàn)了英費(fèi)爾德，后者當(dāng)時(shí)正在落基山脈的班夫訪問(wèn)。英費(fèi)爾德不僅對(duì)遇見(jiàn)狄拉克感到意外，而且也注意到他的善談：“他遠(yuǎn)離人群已有兩周的時(shí)間了，而且沒(méi)有說(shuō)過(guò)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(lái)。盡管他天性不愛(ài)說(shuō)話——也許正因?yàn)檫@樣——他是聰明的，而且思想深邃，從不嘮叨瑣碎事情?！睂?duì)邏輯幾乎瘋狂的熱愛(ài)貫穿狄拉克生活的各個(gè)時(shí)期，而且常常會(huì)帶來(lái)意想不到的結(jié)果。邏輯的和理性的想法并不總是能控制實(shí)際生活，但它們卻控制了狄拉克的大學(xué)生活，或者說(shuō)他認(rèn)為被控制了?！八坪蹩偸且粋€(gè)徹頭徹尾的理性主義者，”莫特在1963年評(píng)論道。下面一個(gè)故事也許能反映狄拉克智力運(yùn)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(shuō)，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(méi)有聲音；后來(lái)因?yàn)槌粤艘恍┧幫?，所以狄拉克就能夠聽到聲音了。狄拉克在沉默一?huì)兒后說(shuō)：“我猜想，當(dāng)瓶子只有一半藥丸時(shí)，它將發(fā)出最大的噪聲。"……

媒體關(guān)注與評(píng)論

他，個(gè)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(xiàn)給了一個(gè)主要興趣。在這個(gè)領(lǐng)域他是一位杰出的人物，但對(duì)其他活動(dòng)沒(méi)有興趣或者沒(méi)有能力……他是具有超級(jí)數(shù)學(xué)心智的典型；對(duì)于其他人來(lái)說(shuō)，這種心智蘊(yùn)藏著多種利益，而對(duì)于狄拉克來(lái)說(shuō)。他卻將它全部用來(lái)完成他偉大的歷史使命，即建立一門新學(xué)科——量子力學(xué)。 ——德國(guó)物理學(xué)家 埃爾薩塞 在所有的物理學(xué)家中，狄拉克具有最純潔的心靈。 ——諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主 玻爾

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