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폴 디랙 메리트 勳章 , 王立學會 會員
디랙 (1933年)
出生	1902年 8月 8日 ( 1902-08-08 ) 英國 브리스틀
死亡	1984年 10月 20日 ( 1984-10-20 ) (82歲) 美國 플로리다州 탤러해시
國籍	英國
主要 業績	디랙 首班 디랙 臺數 디랙 括弧 디랙 빗 디랙-쿨롱-브라이트 方程式 디랙 常數 디랙 델타 函數 디랙 方程式 디랙 페르微溫 디랙 腸 디랙 게이지 디랙 구멍 理論 디랙 臺數 假說 디랙 行列 디랙 測定 디랙 막 自己 홀極 브라-켓 表記法 디랙 演算子 相互作用 描寫 디랙 바다 디랙 스펙트럼 디랙 스피너 디랙 끈 디랙의 끈 트릭 디랙-폰 노이만 公理 아브라함-로런츠-디랙 힘 反粒子 정준 量子化 정준 兩者 重力 交換 相互作用 第1階級 制約 페르미-디랙 積分 完全 페르미-디랙 積分 페르미-디랙 統計 카피차 디랙 效果 에너지-運動量 關係 헬리콘 소용돌이 分離 過程 빛 프론트 量子化 量子力學의 數學 公式化 音의 確率 經路 積分 公式化 * 1次 制約 量子 電氣力學 한元素 集合 腸 스핀 磁氣 모멘트 基本 常數의 時間 變化 變換 理論 眞空 偏光 假想 粒子 폴 디랙의 아름을 딴 것들의 目錄
配偶者	마르기트 위그너 (結婚 1937)
子女	2
受賞	노벨 物理學賞 (1933) 로열 메달 (1939) 코플리 메달 (1952) 막스 플랑크 메달 (1952) 王立協會 펠로우 (1930) [1]
科學的 經歷
分野	理論物理學
所屬	케임브리지 大學校 마이애미 大學校 플로리다 州立大學校
學位 論文	量子力學(Quantum mechanics) (1926)
博士 敎授	랄프 H. 파울러
博士 學生	호미 J. 바바 [2] 하리視찬드라 메로트라 [3] 데니스 W. 時아마 프레드 호일 [4] 베람 쿠르水弩글루 [5] 존 폴킹魂 [6]
影響을 받음	존 스튜어트 밀 [7] [8]

關聯 記事 시리즈의 一部
量子力學
${\displaystyle i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}|\psi (t)\rangle ={\hat {H}}|\psi (t)\rangle }$ 슈뢰딩거 方程式
槪論 數學的 公式化 歷史
背景 古典力學 初期 量子論 브라-켓 表記法 해밀토니言 干涉
基本 相補性 결어긋남 얽힘 에너지 準位 測定(measurement) 非局所性(nonlocality) 量子數 狀態(state) 重疊 Symmetry 터널링 不確定性 波動 函數 崩壞
實驗 벨 不等式 데이비슨-거머 二重슬릿 엘리추르?바이드만(Elitzur?Vaidman) 프랑크-헤르츠 레게트-가르그 不等式(Leggett?Garg inequality) 마하-젠더(Mach?Zehnder) 포퍼(Popper) 兩者 지우개(quantum eraser) 遲延選擇 슈뢰딩거의 고양이 슈테른-게를라흐 휠러의 遲延된 選擇(Wheeler's delayed-choice)
公式化 槪要 하이젠베르크 相互作用 描寫 行列 Phase-space 슈뢰딩거 合計 記錄(經路 積分)
方程式 디랙 클라인-고든 파울리(Pauli) 뤼드베리 슈뢰딩거
解釋 베이지안 整合的 歷史 코펜하겐 드 브로이-봄 앙상블 숨은 變數 局所的 多世界 客觀的 崩壞 兩者 論理 關係的 트랜잭션(transactional)
高級 主題 相對論的 量子力學 兩者章論 兩者 情報 科學 兩者 컴퓨팅(quantum computing) 兩者 카오스(quantum chaos) EPR 逆說 密度 行列 産卵 理論 量子統計力學 兩者 機械 學習(quantum machine learning)
科學者 아하로노프 Aharonov 벨 베테 블래킷 블로흐 봄 보어 보른 보스 드브로이 콤프턴 디랙 데이비슨 디바이 에렌페스트 아인슈타인 에버렛 포크 페르미 파인먼 글라우버 舊츠윌러 Gutzwiller 하이젠베르크 힐베르트 요르단 크라머르스 파울리 램 란다우 라우에 모즐리 밀리컨 誤너스 플랑크 라비 라만 뤼드베리 슈뢰딩거 시몬스 Simmons 조머펠트 폰 노이만 바일 빈 위그너 제이만 遮日링거
v t e

特需相對論
相對性 原理 相對性理論
基礎 相對運動 慣性 座標系 光束 맥스웰 方程式 로런츠 變換
結果 時間 膨脹 相對論的 質量(relativistic mass) 質量?에너지 等價 길이收縮 同時性의 相對性 相對論的 도플러 效果(relativistic Doppler effect) 토머스 洗車 運動(Thomas precession) 相對論的 圓盤 벨의 宇宙船 逆說 에렌페스트 逆說(Ehrenfest paradox)
時空間 민코프스키 時空間 時空間 다이어그램(Spacetime diagram) 世界線 光錐
動力學 固有 時間 不變質量 四次元 運動量
歷史 先驅者 갈릴레오 相對性 갈릴레오 變換 에테르설(aether theories)
사람 아인슈타인 조머펠트 마이컬슨 몰리 피츠제럴드 헤르글로츠 로런츠 푸앵카레 민코프스키 피조 아브라함 보른 플랑크 폰 라우에 에렌페스트 톨먼 디랙
特殊 相對性 理論의 代案 公式化(alternative formulations) 物理學 포털   分類
v t e

폴 에이드리언 모리스 디랙 메리트 勳章 , 王立學會 會員 ^[9] ( 英語 : Paul Adrien Maurice Dirac , [p??ːl a.d?i.j?? m???is dir?k] ; 1902年 8月 8日 - 1984年 10月 20日)은 20世紀의 가장 重要한 物理學者 中 한사람으로 여겨지는 英國 의 理論物理學者 이다. ^[10]

디랙은 量子力學 과 量子電氣力學 의 初期 開發에 根本的인 寄與를 했다. 다른 發見들 中에서는, 그는 페르微溫 의 擧動을 說明하고 反物質 의 存在를 豫測하는 디랙 方程式 을 公式化했다. 1930年 陽電子 의 存在를 豫言한 디랙은 "새로운 生産的 形態의 原子 理論을 發見한 功勞"로 에르빈 슈뢰딩거 와 함께 1933年 노벨 物理學賞 을 共同 受賞했다. ^[11] 그는 또한 一般相對性 理論 과 量子力學의 弔花에 相當한 寄與를 했다.

디랙은 그의 親舊와 同僚들에게 性格이 特異한 사람으로 看做되었다. 1926年 파울 에렌페스트 에게 보낸 便紙에서 알베르트 아인슈타인 은 디랙 論文에 對해 이렇게 썼다. "나는 디랙 때문에 苦生하고 있다. 天才와 狂氣 사이의 아찔한 길에서 均衡을 맞추는 것은 끔찍하다." 그는 컴프턴 效果 에 關한 다른 便紙에서 "나는 디랙의 細部 事項을 全혀 理解하지 못한다."라고 썼다. ^[12]

生涯 [ 編輯 ]

初年 [ 編輯 ]

폴 에이드라言 모리스 디랙은 1902年 8月 8日 英國 브리스톨 에 있는 父母님의 집에서 태어나 ^[13] 비숍스턴 地域에서 자랐다. ^[14] 그의 아버지인 샤를 아드리甇 라디슬라스 디라크 _{Charles Adrien Ladislas Dirac} 은 스위스 의 生모리스 에서 온 移民者로 브리스톨에서 프랑스語 敎師로 일했다. 그의 어머니 플로렌스 한나 디랙 _{Florence Hannah Dirac} , 니 홀텐 _{nee Holten} 은 콘월 의 리스케드 에 있는 콘월人 監理敎 家庭에서 태어났다. ^{[15] [16]} 그女는 나이팅게일이 크림 戰爭 동안 軍人이었을 때 만난 배의 船長인 그女의 아버지에 依해 플로렌스 나이팅게일의 이름을 따서 命名되었다. ^[17] 그의 어머니는 젊은 女性으로 브리스톨로 移住하여 브리스톨 重剩圖書館 에서 司書로 일했다. 그럼에도 不拘하고 그女는 如前히 自身의 正體性을 英國人이 아닌 콘월人으로 생각했다. ^[18] 폴에게는 베티로 알려진 女同生 베아트리체 이사벨 마거리트 _{Beatrice Isabelle Marguerite} 와 펠릭스로 알려진 兄인 레지날드 찰스 펠릭스 _{Reginald Charles Felix} 가 있었는데, ^{[19] [20]} 1925年 3月에 自殺했다. ^[21] 디랙은 나중에 다음과 같이 回想했다. "父母님은 몹시 괴로워하셨다. 父母님이 그렇게 많은 關心을 갖고 계신지 몰랐다... 父母가 子女를 돌봐야 한다는 事實은 全혀 몰랐지만 그때부터 저는 알았다." ^[22]

찰스와 아이들은 1919年 10月 22日에 歸化 할 때까지 公式的으로 스위스 國民이었다. ^[23] 디랙의 아버지는 體罰을 하지는 않았지만 嚴格하고 權威的이었다. ^[24] 디랙은 아버지와 關係가 너무 梗塞되어 아버지가 死亡한 後 "이제 훨씬 자유로워졌고 내 사람이 되었다."라고 썼다. 찰스는 子女들이 言語를 배울 수 있도록 프랑스語로만 말하도록 强要했다. 多랙은 프랑스語로 말하고 싶은 것을 表現할 수 없다는 것을 알았을 때 그는 沈默을 選擇했다. ^{[25] [26]}

敎育 [ 編輯 ]

디랙은 처음에 비숍 로드 初等學校 에서 敎育을 받았고, ^[27] 그 다음에는 그의 아버지가 프랑스語 敎師였던 男學校인 貿易上廻 의 技術大學(Merchant Venturers' Technical College)(나중 코貪 學校(Cotham School) 에서 敎育을 받았다. ^[28] 그 學校는 캠퍼스와 敎職員을 共有하는 브리스톨 大學校 에 附屬된 機關으로서, ^[29] 甓돌 쌓기, 製靴 및 金屬 作業, 現代 言語와 같은 技術的 主題를 强調했다. ^[30] 이것은 英國의 中等 敎育이 如前히 苦戰에 專念했을 때라서 異例的이었는데, 디랙은 나중에 이에 感謝를 표한 所重한 것이었다. ^[29]

디랙은 브리스톨 大學校 都市 奬學金으로 貿易上廻 技術大學의 엔지니어링 敎授陣에게서 電氣 工學 을 工夫했다. ^[31] 그는1921년에 學位를 마치기 直前에 케임브리지 大學校 세인트 존스 칼리지 入學試驗에 應試했다. 그는 合格하여 70파운드의 奬學金을 받았지만, 이것은 케임브리지에서 生活하고 工夫하는 데 必要한 金額에 미치지 못했다. 그는 工學에서 퍼스트 클래스 아너스(first class honours) 工學學士를 받았음에도 不拘하고 前後 不況 의 經濟 風土에서는 엔지니어로서 일할 수 없었다. 그 代身, 그는 브리스톨 大學校에서 無料로 數學 學士 를 받기 위한 提案을 받아들였다. 그는 工學 學位가 있어서 過程의 첫 해를 건너뛸 수 있었다. ^[32] 디랙이 最高의 數學 敎師라고 불렀던 피터 프레이저 _{Peter Fraser} 의 影響으로 그는 射影 幾何學에 가장 關心이 있었고 그것을 민코프스키가 開發한 幾何學的 버전의 相對性 理論에 適用하기 始作했다. ^[33]

1923年에 디랙은 다시 한番 퍼스트 클래스 아너스로 卒業하고 科學産業硏究과 로부터 140파운드의 奬學金을 받았다. ^[34] 이것은 세인트 존스 칼리지에서 받은 70파운드의 奬學金과 함께 이것은 케임브리지에서 生活하기에 充分했다. 디랙은 브리스톨에서 學生이었을 때 일찌기 一般 相對性理論 에 對한 關心을 追求했으며, 나중에는 랄프 파울러 敎授의 指導 下에 兩者 物理學 의 初期 分野에 對한 關心을 갖게 되었다. ^[35] 1925年부터 1928年까지 그는 1851年 王立 展示 委員會 에서 1851 硏究 펠로우쉽 을 維持했다. ^[36] 그는 1926年 6月 量子 力學에 關한 첫 番째 論文으로 博士 學位를 마쳤다. ^[37] 그後 그는 코펜하겐 과 괴팅겐 에서 硏究를 繼續했다. ^[36] 1929年 봄, 그는 위스콘신 大學校 매디슨 의 訪問 敎授였다. ^{[38] [39]}

家族 [ 編輯 ]

1937年, 디랙은 物理學者 유진 위그너 의 女同生이자 離婚女 ^[40] 人 마르기트 위그너 _{Margit Wigner} ^[41] 와 結婚했다. ^[42] 디랙은 마르기트의 두 子女인 유디트 _Judith 와 가브리엘 _Gabriel 을 마치 自身의 子息처럼 키웠다. ^[43] 폴과 마르기트 디랙은 또한 메리 엘리자베스 _{Mary Elizabeth} 와 플로렌스 모니카라 _{Florence Monica} 는 두 딸을 두었다. ^[44]

맨時 _Manci 로 알려진 마르기트는 1934年에 故鄕 헝가리에서 뉴저지 州 프린스턴 에 있는 그女의 오빠를 訪問했고 애넥스(Annex) 레스토랑에서 저녁 食事를 하던 中 "옆 테이블에서 외롭게 보이는 男子"를 만났다. 디랙을 만나 그 影響을 받은 韓國人 物理學者인 김영서 _{Y. S. Kim} 는 다음과 같이 말한다. "맨市가 우리가 尊敬하는 폴 디랙을 잘 돌본 것은 物理學界를 위해서 다행스러운 일이었다. 디랙은 1939年-1946年에 11篇의 論文을 發表했다. 디랙이 正常的인 硏究 生産性을 維持할 수 있었던 것은 오로지 맨市가 그밖의 모든 것을 擔當했기 때문이다." ^[45]

開城 [ 編輯 ]

디랙은 그의 同僚들에게서 過度할만큼 論理的이며, 寡默한 사람으로 記憶되었다. 케임브리지에서 그의 同僚들은 弄談삼아 1時間에 1마디를 말한다는 1 디랙 單位를 定義하였다. ^[46] 닐스 보어 가 論文을 쓰면서 디랙에게 마지막 文章을 어떻게 끝내야 할 지 모르겠다고 不平하자, 디랙은 "난 學校에서 끝에 뭐라고 쓸 지 決定하지 않은 文章은 始作하지도 말라고 배웠다네."라고 對答한다. ^[47] 그는 로버트 오펜하이머 의 詩에 對한 關心을 批判하기를: "科學의 目的은 어려운 것들을 더 簡單한 方法으로 理解할 수 있게 만드는 것이다. 詩의 目的은 簡單한 것들을 理解할 수 없는 方式으로 表現하는 것이다. 그 둘은 兩立할 수 없다."라고 하였다. ^[48]

디랙은 自身의 日記에서 大學院에 있는 동안에는 自身의 硏究에만 集中하고 있었으며, 日曜日에만 硏究를 中止하고 혼자 散策을 즐겼다고 썼다. ^[49]

그레이엄 派멜로는 위 電氣에서, 베르너 하이젠베르크 와 디랙이 1929年 學會에 參加하기 위해 日本으로 크루즈 旅行을 떠났을 때 "兩쪽다 20代이며, 未婚이었으나, 그 둘은 異常한 組合이었다. 하이젠베르크는 持續的으로 女子들과 즐겁게 歡談을 하며 춤을 추던 인기남이었지만, 디랙은 조금만 서로 말하는 것에도 苦痛을 느끼는, 구석에 처박힌 怪짜였다. 디랙은 自己 同僚에게 '왜 그렇게 춤을 推拿?' 하고 물었는데, 하이젠베르크는 '괜찮은 女子들과 함께 하는건 즐거운 일이라네.' 하고 對答했다. 디랙은 暫時 생각하더니, '하이젠베르크, 어떻게 女子들이 괜찮다는 걸 미리 알 수 있나?' 하고 對答했다."고 言及했다. ^[50]

마르기트 디랙은 1960年代에 조지 街모프 와 안톤 카프리 둘다에게 男便이 한 집 訪問客에게 "이제 아내가 된 위그너의 女同生을 紹介하도록 許諾해 주세요."라고 했다고 말했다. ^{[51] [52]}

디랙에 對한 또 다른 이야기는 그가 젊은 리처드 파인만 을 學會에서 처음 만났을 때, 긴 沈默 끝에 이렇게 말하기를, "나는 한 方程式이 있다네. 자네도 亦是 하나 있는가?"라고 했다. ^[53]

그가 한 學會에서 講演을 한 뒤 한 同僚가 손을 들어 말하기를: "나는 漆板 오른쪽 上段 모서리에 있는 方程式을 理解할 수 없습니다."라고 했다. 긴 沈默 後, 司會者가 디랙에게 質問에 答하고 싶은지를 물었고, 디랙은 "그건 質問이 아니었고, 論評이였다."라고 對答했다. ^{[54] [55]}

디랙은 또한 謙遜한 性格으로도 有名했다. 그는 그가 第一 먼저 記述했던 量子力學的 演算子의 時間 變化 方程式을 "하이젠베르크 運動 方程式"이라고 불렀다. 大部分의 物理學者들은 半整數 스핀 粒子에 對해서는 페르미-디랙 統計學 , 精髓 스핀 粒子에 對해서는 보스-아인슈타인 統計學 이라고 한다. 디랙은 晩年에 講義를 하면서 恒常 電子를 "페르미 統計學"이라고 불렀다. 그는 後者를 "보즈 統計學"이라고 불렀는데, 그 理由로서 "對稱性"을 위해서라고 說明했다. ^[56]

宗敎에 對한 見解 [ 編輯 ]

하이젠베르크는 1927年 솔베이 會議 에서 알베르트 아인슈타인 과 막스 플랑크 의 宗敎에 關한 觀點을 回顧하며, 볼프강 파울리 , 디랙이 그 안에 함께 있었다고 回顧한다. 디랙은 對話에서 宗敎의 政治的인 側面을 批判하였으며, 닐스 보어 와 하이젠베르크는 이 批判의 明確한 點을 좋아했고, 이를 나중에 디랙에게 알렸다고 한다. ^[57] 다른 몇가지 中에, 디랙이 말하기를:

나는 우리가 왜 우리가 宗敎에 對해 討論하기를 躊躇하는지 理解할 수 없다. 萬若 우리가 正直하다면~과학자들이 正直해야 하며-우리는 宗敎가 現實에서 아무런 根據도 없이 잘못된 主張의 뒤죽박죽이라는 것을 認定해야 한다. 神의 바로 그 아이디어는 人間의 想像力의 産物이다. 오늘날 우리보다 훨씬 더 强力한 自然의 힘에 露出되었던 原始人들이 두려움과 떨림 속에서 이러한 힘을 擬人化했어야 하는 理由는 充分히 理解할 수 있다. 하지만 오늘날, 우리가 너무나 많은 自然的 過程을 理解한다면, 우리는 그러한 解決策이 必要하지 않다. 아무리 생각해도 全能하신 神의 家庭이 어떻게 우리에게 도움이 되는지 알 수가 없다. 내가 보는 것은 이 家庭이 왜 神이 그토록 많은 不幸과 불의, 父子에 依한 가난한 者에 對한 搾取, 그리고 그 밖의 모든 慘狀을 許諾하는지에 對한 그런 非生産的인 質問으로 이어진다는 것이다. 萬若 宗敎가 아직도 가르치고 있다면, 그것은 宗敎가 如前히 우리를 說得하기 때문이 아니라, 但只 우리 中 一部가 下層民들을 조용히 하기를 願하기 때문이다. 조용한 사람들은 소란스럽고 불만족스러운 사람들보다 統治하기 훨씬 쉽다. 그들은 또한 利用하기 훨씬 쉽다. 宗敎는 國家가 希望의 꿈으로 小康狀態에 빠지도록 하여 國民에게 恣行되고 있는 不當함을 잊게 하는 阿片의 一種이다. 그래서 이 두 巨大한 政治 勢力인 國家와 敎會 사이의 緊密한 同盟이 맺어졌다. 둘다 不義에 맞서 싸우지 않고 조용히 그리고 不平없이 自身의 義務를 다한 者들에게 親切한 神이 補償하는-지상이 아니라면 하늘에서- 幻想이 必要하다. 神은 人間의 想像力의 産物일 뿐이라는 正直한 主張이 죽을 罪 中 가장 나쁜 것로 낙인찍히는 理由가 바로 여기에 있다. ^[58]

하이젠베르크의 見解는 寬大했다. 카톨릭 信者로 자란 파울리는 처음에는 沈默을 지켰으나 마침내 그의 意見을 묻자 말하기를: "글쎄, 우리 親舊 디랙은 한 宗敎를 가지고 있고, 그 가이드 原則은 '神은 없고 폴 디랙은 그의 先知者이다.'이네요."라고 했다. 디랙을 비롯해 모두가 웃음을 터뜨렸다. ^{[59] [60]}

人生의 末期에는, 神의 아이다語에 對한 디랙의 觀點이 덜 辛辣했다. 1963年 5月號 《사이언티픽 아메리칸 _{Scientific American} 》 에 실린 記事의 著者로서, 디랙이 쓰기를:

根本的인 物理的 法則 이 커다란 아름다움과 힘의 數學 理論 의 觀點에서 描寫되고 그것을 理解하기 위해서는 꽤 높은 水準의 數學이 必要하다는 것이 自然의 根本的인 特徵 中 하나인 것 같다. 當身은 궁금할 수 있는 바: 왜 自然은 이러한 線들을 따라 構成되었을까? 사람은 우리의 現在 知識은 自然이 그렇게 構成되어 있다는 것을 보여주는 것 같다고 對答할 수밖에 없다. 우리는 그것을 單純히 받아들여야만 한다. 아마도 하나님은 매우 높은 位階의 數學者이고, 宇宙를 構成할 때 매우 進步된 數學을 使用했다고 描寫할 수 있을 것이다. 數學에 對한 우리의 微弱한 試圖는 宇宙에 對한 若干의 理解를 可能하게 하고, 우리가 漸漸 더 높은 數學을 발전시켜 나가면서 우리는 宇宙를 더 잘 理解하기를 바랄 수 있다. ^[61]

1971年, 디랙은 한 學會에서 神의 存在에 對한 自身의 見解를 밝혔다. ^[62] 디랙은 神의 存在는 過去에 일어날 것 같지 않은 事件이 일어났을 때에만 正當化될 수 있다고 說明했다.

生命의 始作 은 極度로 어려울 수 있다. 너무나 어려워 모든 行星 中에 單 한 곳에서만 發生하였을 수도 있다. ...生命의 始作에 적합한 物理的 條件을 10 ^-100 程度로 어림짐작해 보자. 이런 數字를 斟酌해야할 論理的인 理由는 없지만 그럴 可能性에 對해서 생각해보자는 것이다. 그러한 條件下에서 ... 生命의 始作은 不可能했음이 거의 確實하다. 그리고 그런 條件下에서 나는 生命을 始作한 神의 存在를 假定할 必要를 느낀다. 그러므로 나는 神의 存在와 物理的 法則사이의 連結을 設定하고 싶으니: 萬若 物理的 法則이 매우 낮은 確率로 生命을 始作하기 때문에 盲目的 偶然만으로 生命의 始作을 假定하는 것이 妥當하지 않다면, 반드시 神이 있을 것이다, 그리고 그런 神은 追後에 發生할 兩者 跳躍들(quantum jumps) 속에서 그의 影響力을 보여줄 것이다. 反面에, 生命의 始作이 매우 쉬워서 어떠한 聖스러운 介入을 팔尿路 하지 않는다면, 나는 神은 없다고 말할 것이다. ^[63]

디랙은 確實한 見解를 밝히지는 않았지만, 神에 對한 質問에 科學的으로 答할 수 있는 可能性을 記述했다. ^[63]

經歷 [ 編輯 ]

디랙은 量子力學에 對한 가장 一般的인 理論을 定立하고 電子에 對한 相對論的 方程式을 發見하였고, 이 方程式은 現在 그의 이름을 가지고 있다. 各 페르微溫 粒子에 對한 反粒子의 注目할 만한 槪念은 - 例를 들어, 電子에 對한 反粒子인 陽電子의 - 그의 方程式에서 비롯된다. 그는 오늘날 아원자 또는 "基本" 粒子에 對한 모든 理論的 硏究의 基礎가 되는 兩者章論을 最初로 開發한 사람이며, 이는 自然의 힘에 對한 우리의 理解에 基礎가 되는 硏究이다. 그는 제임스 클러크 맥스웰 의 電磁氣 方程式에 더 큰 對稱을 가져오기 위한 手段으로서 아직 經驗的으로 알려지지 않은 物體인 自己 홀極 의 槪念을 提案하고 硏究했다.

兩者 理論 [ 編輯 ]

새로운 兩者 理論에 對한 디랙의 첫 番째 段階는 1925年 9月 末에 이루어졌다. 그의 硏究 監督者인 랄프 파울러 는 보어와 조머펠트 의 오래된 兩者 理論의 틀에서 베르너 하이젠베르크 의 한 探究 論文 의 證明 寫本을 받았다. 하이젠베르크는 보어의 對應 原理에 크게 依存했지만 方程式을 變更하여 直接 觀察 可能한 量을 包含하여 量子力學의 行列 公式化 로 이르렀다. 파울러는 하이젠베르크의 論文을 브리스톨에서 休暇를 보내고 있는 디랙에게 보내 이 論文을 注意 깊게 살펴보라고 要請했다. ^[64]

디랙의 關心은 하이젠베르크가 設定한 神祕한 數學的 關係에 끌렸다. 몇週 後, 케임브리지로 돌아가서 디랙은 이 數學的 形態가 粒子 運動의 古典力學 에서 發生하는 푸아송 括弧 와 同一한 構造를 가지고 있음을 갑자기 깨달았다. ^[64] 그 當時애는, 푸아송 括弧에 對한 그의 記憶은 多少 模糊했지만, 그러나 E. T. 휘태커 _{E. T. Whittaker} 의 《粒子와 剛體의 解析力學(Analytical Dynamics of Particles and Rigid Bodies)》李 解明하는 것을 發見했다. ^[65] 그는 새로운 理解로부터 非可換(non-commuting) 動的 變數를 基盤으로 한 兩者 理論을 開發했다. 이것은 그를 只今까지 量子力學의 가장 深奧하고 意味深長한 一般 公式으로 이끌었다. ^[66] 디랙의 公式化로 그는 量子化 規則을 새롭고 더 明確한 方式으로 얻을 수 있었다. 1926年에 出版된 이 硏究로 ^[67] , 디랙은 케임브리지로부터 博士學位를 받았다. 이것은 많은 同一한 스핀 1/2 粒子들(卽, 파울리 排他 原理 를 따르는)로 構成된 시스템, 例를 들면, 固體와 液體의 電子, 그리고 重要하게는 半導體 의 前途에 適用되는 페르미-디랙 統計 의 基礎를 形成했다.

디랙은 兩者 理論의 解釋 이슈들 에 神經을 쓰지 않은 것으로 有名하다. 事實, 그를 기리기 위해 冊으로 出版된 論文에서 그는 다음과 같이 썼다. "量子力學의 解釋은 많은 著者에 依해 다루어져 왔으며 여기서 論議하고 싶지 않다. 나는 더 根本的인 것을 다루고 싶다." ^[68]

디랙方程式 [ 編輯 ]

1928年에 볼프강 파울리 의 非相對論的 스핀 시스템에 對한 硏究와 獨立的으로 發見했다고 主張한 2×2 스핀 行列을 構築하면서(디랙은 아브라함 牌이스 _{Abraham Pais} 에게 "나는 파울리와 獨立的으로 이러한 行列 을 얻었고 아마 파울리度 나와 獨立的으로 이것을 얻었을 것이라고 믿는다.") ^[69] 그는 電子 의 波動 函數 에 對한 相對論的 運動 方程式 으로 디랙 方程式 을 提案했다. ^[70] 이 硏究를 통해 디랙은 電子의 反粒子 人 陽電子 의 存在를 豫測했으며, 이를 디랙 바다 라고 하는 觀點에서 解釋했다. ^[71] 陽電子는 1932年 칼 앤더슨 에 依해 觀察되었다. 多랙 方程式은 또한 相對論的 現象으로서 兩者 스핀 의 起源을 說明하는 데 寄與했다.

엔리코 페르미 의 1934年 베타 崩壞 理論에서 페르微溫 (物質)李 生成되고 破壞되어야 할 必要性은 디랙 方程式을 스핀 ħ /2의 모든 點 粒子에 對한 "古典的인" 腸 方程式 으로 再解釋하게 되었으며, 그 自體는 比較患者(anti-commutators)를 包含하는 量子化 條件이 適用된다. 따라서 1934年, 베르너 하이젠베르크 에 依해 모든 基本 物質 粒子들-오늘날 쿼크 및 렙톤 )-를 正確하게 說明하는 (量子) 腸 方程式으로 再解釋된 이 '디랙 章方程式'은 맥스웰 , 量-밀스 및 아인슈타인 章方程式처럼 理論物理學의 核心이다. 디랙은 量子 電氣力學 의 創始者로 看做되며 그 用語를 처음으로 使用했다. 그는 또한 1930年代 初에 眞空 偏光(vacuum polarisation) 의 槪念을 導入했다. 이 硏究는 次世代 理論家들, 特히 줄리언 슈윙거 , 리처드 파인먼 , 도모나가 신이치로 및 프리먼 다이슨 이 兩者 電氣力學을 公式化하는 데 있어 量子力學 發展의 核心이었다.

1930年에 出版된 디랙의 《量子力學의 原理 (The Principles of Quantum Mechanics)》는 科學史 의 한 랜드마크이다. 그것은 빠르게 그 主題에 對한 標準 敎科書 中 하나가 되었으며 오늘날에도 如前히 使用된다. 그 冊에서 디랙은 行列 力學 에 對한 베르너 하이젠베르크 의 以前 硏究와 波動力學 에 對한 에르빈 슈뢰딩거 의 作業을 物理的 시스템의 狀態를 說明하는 벡터의 힐베르트 空間 에 作用하는 演算子와 測定 可能한 量을 聯關시키는 單一 數學的 形式論으로 統合했다. 이 冊은 또한 디랙 델타 函數 를 紹介했다. 그는 1939年 論文에 이어, ^[72] 또한 第3版에 ^[73] 브라-켓 表記法 을 包含시켰고, 그래서 오늘날의 普遍的인 使用에 寄與했다.

自己 홀極 [ 編輯 ]

1931年에 디랙은 宇宙 內의 單一 自己 홀極(magnetic monopole)의 存在가 殿下의 量子化를 說明하기에 充分할 것이라고 提案했다. ^[74] 1975年 ^[75] , 1982年 ^[76] 및 2000年에 ^{[77] [78] [79]} 흥미로운 結果가 自己 모노폴의 探知 可能性을 提示했지만, 現在까지 그 存在에 對한 直接的인 證據는 없다. (또한 自己 홀劇을 위한 探索들 을 보라.)

重力 [ 編輯 ]

그는 重力場을 양자화했고 또한 易學的 制約이 있는 兩者長 의 一般 理論을 開發했으며, 이는 오늘날의 게이지 理論 과 超끈 理論 의 基礎를 形成한다. ^[80] 디랙의 作業의 影響力과 重要性은 數十 年 동안 增加했으며, 또한 物理學者들은 그가 開發한 槪念과 方程式을 날마다 使用한다.

케임브리지 大學校 [ 編輯 ]

디랙은 1932年부터 1969年까지 케임브리지에서 루커스 數學 敎授로 在職했다. 1937年에 그는 所謂 臺數 假說 에 기초한 思辨的 宇宙論 敵 모델을 提案했다. 第2次 世界大戰 中에 그는 가스 遠心分離器 에 依한 濃縮 우라늄 에 關한 重要한 理論 및 實驗 硏究를 遂行했다. ^[81]

디랙의 量子 電氣 力學 (QED)은 種種 無限하고 따라서 받아들일 수 없는 豫測을 했다. 再規格化 로 알려진 解決 方法이 開發되었지만, 디랙은 이를 받아들이지 않았다. 그는 1975年에 "나는 그 狀況에 매우 滿足하지 못한다고 말해야 한다. 왜냐하면 이 所謂 '좋은 理論'은 方程式에 나타나는 無限大를 無視하고 任意的인 方式으로 無視하는 것을 包含하기 때문이다. 이것은 賢明한 數學이 아니다. 賢明한 數學은 量이 적을 때 無視하는 것을 包含하는데, 但只 그것이 無限히 크고 當身이 그것을 願하지 않는다는 理由로 그것을 無視하는 것이 아니다!" ^[82] 그가 再規格化 를 받아들이기를 拒否함으로써 그 主題에 對한 그의 作業은 漸漸 더 많은 範圍에서 벗어나게 되었다.

그러나 한 番 拒否된 메모에서 그는 自身이 公式化한 해밀턴 力學 에 基盤한 "論理的 基礎"에 量子 電氣力學을 適用하는 作業을 遂行했다. 그는 1963年에 새로이, 빅吐어 바이스코프 와 프렌치 _French 에 依한 그리고 現代 QED의 두 開拓者 슈윙거 와 파인먼 에 依한 結合 方法을 使用하지 않고, 하이젠베르크 그림을 使用하여 變則 磁氣 雙極 모멘트 "스윙거 텀(Schwinger term)"과 램 移動 을 誘導하는 多少 새로운 方法을 發見했다. 그것은 土毛나가-스윙거-파인만 QED가 노벨 物理學賞으로 公式 인정받기 2年 前이었다.

바이스코프와 프렌치(FW)는 램 移動과 電子의 變則的 磁氣 모멘트에 對한 올바른 結果를 처음으로 얻었다. 처음에 FW 結果는 파인먼과 슈윙거의 不正確하지만 獨立的인 結果와 一致하지 않았다. ^[83] 디랙이 例示바 大學校 에서 兩者長 理論에 對해 講義한 1963-1964年 講義는 1966年 《벨퍼 科學 大學院, 모노그래프 시리즈 3番(Belfer Graduate School of Science, Monograph Series Number, 3)》으로 出版되었다.

플로리다주립대學校와 마이애미代學校 [ 編輯 ]

디랙은 큰 딸 메리와 가깝게 플로리다로 移住한 後, 플로리다 州 코럴게이블즈 에 있는 마이애미 大學校 와 플로리다 탤러해시 에 있는 플로리다 州立 大學校 에서 마지막 人生과 物理學 硏究 둘多義 14年을 보냈다.

1950年代에 더 나은 QED를 찾기 위해 폴 디랙은 1949年 캐나다에서 열린 世界 數學者 大會 에서 講義한 內容을 基盤으로 해밀턴의 制約 條件 理論 ^[84] 을 開發했다. 디랙은 ^[85] 또한 슈윙거-土毛나가 方程式 을 슈뢰딩거 表現에 넣는 問題를 解決했고, ^[86] 스칼라 中間者 필드 (스핀 0 파이온 또는 類似스칼라 中間者 ), 벡터 中間者 필드(스핀 1 로 中間者) 및 電磁氣場(스핀 1 質量 없는 보손, 光子)에 對한 明示的 表現을 提供했다.

制限된 시스템의 해밀토니안은 디랙의 많은 傑作 中 하나이다. 그것은 휘어진 時空間에 對해 有效한 해밀턴 理論의 强力한 一般化이다. 해밀토니안에 對한 方程式은 狀態가 考慮되는 表面의 各 支店에 對해 ${\displaystyle g_{rs}}$, ${\displaystyle p^{rs}}$로 說明되는 6個의 自由度만 包含한다. ${\displaystyle g_{m0}}$( m = 0, 1, 2, 3)는 運動 方程式에서 任意의 係數로 發生하는 變數 ${\displaystyle g^{r0}}$, ${\displaystyle (-{g^{00}})^{-1/2}}$ 를 통해서만 理論에 나타난다. 表面 ${\displaystyle x^{0}}$ = 常數인 各 點에 對해 4個의 拘束條件 또는 弱한 方程式이 있다. 그 中 3個 ${\displaystyle H_{r}}$는 表面에서 4 벡터 密度를 形成한다. 네 番째 ${\displaystyle H_{L}}$는 表面 H _L ? 0; H _r ? 0 ( r = 1, 2, 3)에서의 3次元 스칼라 密度이다.

1950年代 後半에 그는 自身이 開發한 해밀턴 方法을 適用하여 아인슈타인의 一般 相對性理論을 해밀턴 形式 ^{[87] [88]} 으로 變換하고 重力의 量子化 問題를 技術的으로 完成하고 이를 나머지 物理學에 더 가깝게 가져왔다. 1959年에 그는 美國 物理學會의 뉴욕 會議에서 "重力場의 에너지(Energy of the Gravitational Field)"에 對한 招請 講演을 하기도 했다. ^[89] 1964年에 그는 曲線 時空間의 兩者火를 包含하여 非線形 力學 시스템의 制限된 力學을 다루는 《量子力學에 關한 講義 (Lectures on Quantum Mechanic)》 (런던: 아카데믹(Academic))를 出版했다. 그는 또한 1967年 國際 理論物理 센터(ICTP)/國際 原子力 機構(IAEA) 最新 物理學에 關한 트리에스테 심포지움(Trieste Symposium on Contemporary Physics)에서 "重力場의 量子化(Quantization of the Gravitational Field)"라는 題目의 論文을 發表했다.

1970年 9月부터 1971年 1月까지 디랙은 탤래해시에 있는 플로리다 州立 大學校(FSU)의 訪問 敎授였다. 그 期間 동안 그는 그곳에서 正規職으로 提議를 받았고 1972年에 正式 敎授가 되었다. 그가 그곳에서 지냈던 當時의 記錄들은 그가 여름의 熱氣가 至毒한 것을 分明히 알았고 그래서 케임브리지로 脫出하기를 좋아했다는 것을 除外하고는 幸福했다고 描寫한다. ^[90]

그는 每日 約 1마일을 걸어서 硏究하러 갔고 두 個의 隣近 湖水(실버號(Silver Lake)와 로스트號(Lost Lake)) 中 한 곳에서 水泳하는 것을 좋아했으며, 케임브리지 大學校 에 있을 때보다 社交的이었다. 授業 및 세미나 提供; FSU에서 그는 普通 낮잠을 자기 前에 同僚들과 點心을 먹었다. ^[91]

디랙은 一般 相對性理論에 關한 짧은 冊을 包含하여 그의 生涯 마지막 12年 동안 60篇 以上의 論文을 發表했다. ^[92] "兩者長 理論의 不適切함(The inadequacies of quantum field theory)"이라는 題目의 그의 마지막 論文(1984)에는 兩者長 理論에 對한 그의 最終 判斷이 包含되어 있다. "이러한 再規格化 規則은 實驗과 놀라울 程度로 지나치게 좋은 一致를 나타낸다. 따라서 大部分의 物理學者들은 이러한 作業 規則이 正確하다고 말한다. 나는 그것이 適切한 理由가 아니라고 생각한다. 但只 結果가 偶然히 觀察과 一致한다고 해서 自身의 理論이 옳다는 것이 證明되지는 않는다." 論文은 다음과 같이 끝난다. "나는 해밀토니안을 찾는 데 오랜 時間을 보냈지만 아직 찾지 못했다. 나는 내가 할 수 있는 限 繼續 努力할 것이고, 또한 다른 사람들도 그런 路線을 따르기를 希望한다." ^[93]

學生 [ 編輯 ]

그의 많은 學生 中에는 ^{[4] [94]} 호미 J. 바바 _{Homi J. Bhabha} ^[2] , 프레드 호일 , 존 폴킹魂 ^[6] 과 프리먼 다이슨 ^[95] 이 있다. 폴캉혼은 디랙이 "디랙은 한番은 그의 根本的인 믿음이 무엇이었는지 質問을 받았다. 그는 漆板으로 다가가서 自然의 法則은 아름다운 方程式으로 表現되어야 한다고 썼다."라고 回想한다. ^[96]

榮譽 [ 編輯 ]

디랙은 "새로운 生産的 形態의 原子 理論을 發見한 功勞"로 에르빈 슈뢰딩거 와 함께 1933年 노벨 物理學賞 을 共同 受賞했다. ^[11] 디랙은 또한 1939年에 로열 메달 을, 1952年에 코플리 메달 과 막스 플랑크 메달 을 모두 授與받았다. 그는 1930年에 王立學會 의 펠로우로, ^[9] , 1938年 美國哲學學會 會員, ^[97] 1948年에 美國 物理學會 의 名譽 펠로우, 1949年 美國國立科學院 會員, ^[98] [98] 1950年 美國 藝術 科學 아카데미 會員, ^[99] 1971年 物理學 硏究所 名譽 펠로우로 選出되었다. 1969年에 開催 로버트 오펜하이머 記念像 을 받았다. ^{[100] [101]} 디랙은 1973年 메리트 勳章 의 멤버가 되었고, 以前에는 自身의 첫째 이름이 불리는 것을 願하지 않아서 記事 爵位를 拒絶했다. ^{[50] [102]}

死亡 [ 編輯 ]

1984年 디랙은 플로리다州 탤러해시 의 自宅에서 死亡했고 탤러해시의 로즈론(Roselawn) 共同墓地에 묻혔다. ^[103] 브리스톨의 비숍스턴(Bishopston)에 있는 디랙의 어린 時節 집에는 파란色 名判으로 記念되고 있으며, ^[104] 近處의 '디랙 道路'(Dirac Road)는 그와 브리스톨 詩와의 關係를 考慮하여 命名되었다. 1991年 8月 1日 그의 아버지 家族의 故鄕인 스위스 生모리스 의 定員에 記念碑가 세워졌다. 1995年 11月 13日 벌링턴의 綠色 粘板巖 에 디랙 方程式 이 새겨진 記念石耳 웨스트민스터 寺院 에서 公開되었다. ^{[103] [105]} 웨스트민스터 司祭인 에드워드 카펜터 _{Edward Carpenter} 는 디랙이 反基督敎人이라고 생각하여 처음에 記念館 許可를 (5年이 넘도록) 拒否했으나, 마침내 安葬하도록 說得되었다. ^[106]

遺産 [ 編輯 ]

1975年에 디랙은 뉴사우스웨일스 大學校 에서 5個의 一連의 講義를 했으며 以後에 物理學의 方向 《(Directions in Physics)》 (1978)라는 冊으로 出版되었다. 그는 디랙 講義 社라즈(Dirac Lecture Series) 의 設立을 위해 이 冊의 로열티를 大學에 寄附했다. 理論物理學의 發展을 위한 은 디랙 每달(Dirac Medal) 은 그 講義를 記念하기 위하여 뉴사우스웨일스 大學校 에 依해 授與된다. ^[107]

그의 死亡 直後 두 個의 專門 物理學者 組織이 每年 디랙을 記念한는 上 을 制定했다. 英國의 物理學 專門 機關인 物理學 硏究所(Institute of Physics) 는 "理論(數學 및 計算 包含) 物理學에 對한 卓越한 貢獻"에 對해 폴 디랙 메달을 授與한다. ^[108] 처음 세 名의 受賞者는 스티븐 호킹 (1987), 존 스튜어트 벨(1988), 爐底 펜로즈 (1989)였다. 國際 理論 物理 센터 (ICTP)는 每年 多랙의 生日(8月 8日)에 ICTP의 디랙 메달을 授與한다. ^[109]

플로리다 州立 大學校 의 디랙-헬만 賞은 FSU 硏究員들의 理論 物理學 分野에서 뛰어난 業績을 認定하기 위해 부르스 P. 헬만 _{Bruce P. Hellman} 이 1997年에 授與했다. ^[110] 맨市價 1989年 12月에 門을 연 플로리다 州立 大學校의 폴 A. M. 디랙 科學 圖書館은 ^[111] 그의 이름을 따서 命名되었으며 그의 論文이 保管되어 있다. ^[112] 外部에는 가브리엘라 볼로바스 _{Gabriella Bollobas} 에 依한 그의 銅像이 있다. ^[113] 플로리다州 탤러해시의 이노베이션 파크에 있는 國立 高磁氣場 試驗所(National High Magnetic Field Laboratory) 가 位置한 거리는 폴 디랙 드라이브(Paul Dirac Drive)로 命名됐다. 그의 故鄕인 브리스톨뿐만 아니라 옥스포드셔(Oxfordshire)의 디드코트(Didcot) 에도 그의 이름을 딴 道路인 디랙 플레이스(Dirac Place)가 있다. ^[114]

BBC는 그의 기리기 위하여 한 映像 코덱 을, 디랙 이라고 명명했다. 1983年에 發見된 小行星 은 디랙의 이름을 따서 命名되었다. ^[115] 高級 컴퓨팅을 活用한 分散 硏究(The Distributed Research utilising Advanced Computing) DiRAC 와 디랙 소프트웨어(Dirac (software)) 은 그의 名譽를 기리어 命名되었다.

出版物 [ 編輯 ]

• The Principles of Quantum Mechanics (1930): 이 冊은 디랙 自身이 크게 발전시킨 현대 形式主義를 利用한 量子力學의 槪念을 要約하고 있다. 冊 末尾에 그는 또한 自身이 開拓한 電子의 相對論的 理論( 디랙 方程式 )에 對해서도 論議한다. 이 著述은 當時 量子力學에 對해 使用할 수 있는 다른 著作物을 參照하지 않는다.
• Lectures on Quantum Mechanics (1966): 이 冊의 大部分은 구부러진 時空間의 陽子力學을 다룬다.
• Lectures on Quantum Field Theory (1966): 이 冊은 해밀턴 形式主義를 利用한 兩者章論 의 基礎를 提示한다.
• Spinors in Hilbert Space (1974): 美國 플로리다州 코럴게이블스(Coral Gables) 마이애미 大學校에서 1969年 주어진 講義를 바탕으로 한 이 冊은 實際 힐베르트 空間 形式主義를 始作으로 스피너 의 基本的 側面을 다룬다. 디랙은 " 페르微溫 變數의 數가 無限하다면 페르微溫 變數만으로 始作하는 理論에서 自動으로 나타나는 보손 變數를 가지고 있다. 電子 와 連結된 이러한 보손 變數가 있어야만 한다..."라는 豫言的인 말로 結論을 맺는다.
• General Theory of Relativity (1975): 이 69페이지 著述은 아인슈타인의 一般 相對性理論을 要約한다.

各州 [ 編輯 ]

認容 [ 編輯 ]

一般 出處 [ 編輯 ]

追加 資料 [ 編輯 ]

• Brown, Helen (24 January 2009). " The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac by Graham Farmelo ? review [print version: The man behind the maths ]". The Daily Telegraph (Review). p. 20. Archived from the original on 2 February 2009. Retrieved 11 April 2011.
• Gilder, Louisa (13 September 2009). " Quantum Leap ? Review of 'The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac by Graham Farmelo' ". The New York Times . Retrieved 11 April 2011. Review.
• Mukunda, N. (1987) "The life and work of P.A.M. Dirac", pages 260 to 282 in Recent Developments in Theoretical Physics , World Scientific.

外部 링크 [ 編輯 ]

• Oral history interview transcript with P. A. M. Dirac on 1 April 1962, American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives - Session I
• Oral history interview transcript with P. A. M. Dirac on 6 May 1963, American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives - Session II
• Oral history interview transcript with P. A. M. Dirac on 7 Mary 1963, American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives - Session III
• Oral history interview transcript with P. A. M. Dirac on 10 May 1963, American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives - Session IV
• Oral history interview transcript with P. A. M. Dirac on 14 May 1963, American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives - V
• Free online access to Dirac's classic 1920s papers from Royal Society's Proceedings A
• Annotated bibliography for Paul Dirac from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
• The Paul Dirac Collection at Florida State University
• The Papers of Professor Paul Dirac at Churchill Archives Centre