ポール・ディラック

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ポール・エイドリアン・モーリス・ディラック
人物情報
生誕 1902年8月8日
イングランドの旗 イングランドブリストル
死没 1984年10月20日(満82歳没)
アメリカ合衆国の旗 アメリカ合衆国
フロリダ州タラハシー
居住 イギリスの旗 イギリス
国籍 スイスの旗 スイス(1902–19)
イギリスの旗 イギリス(1919–84)
出身校 ブリストル大学
ケンブリッジ大学
学問
研究分野 物理学 (量子力学)
研究機関 ケンブリッジ大学
マイアミ大学 (フロリダ州)
フロリダ州立大学
博士課程
指導教員
ラルフ・ファウラー(Ralph Fowler)
博士課程
指導学生
ホーミ・J・バーバー
ハリッシュ・キャンドラ(Harish Chandra Mehta)
デニス・シアマ(Dennis Sciama)
フレッド・ホイル
Behram Kurşunoğlu
ジョン·ポーキングホーン(John Polkinghorne)
主な業績 ディラック方程式
くし型関数
ディラックのデルタ関数
フェルミ分布関数
ディラックの海
ディラック・スピノル
Dirac measure
ブラ-ケット記法
Dirac adjoint
大数仮説
Dirac fermion
Dirac string
Dirac algebra
Dirac operator
Abraham-Lorentz-Dirac force
Dirac bracket
Incomplete Fermi–Dirac integral
主な受賞歴 ノーベル物理学賞 (1933)
コプリ・メダル (1952)
マックス・プランク・メダル (1952)
王立協会 (1930)
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ノーベル賞受賞者 ノーベル賞
受賞年:1933年
受賞部門:ノーベル物理学賞
受賞理由:原子の理論における新しい生産的な理論形式の発見

ポール・エイドリアン・モーリス・ディラックPaul Adrien Maurice Dirac, 1902年8月8日ブリストル - 1984年10月20日)はイギリス理論物理学者量子力学及び量子電磁気学の基礎づけについて多くの貢献をした。1933年エルヴィン・シュレーディンガーと共にノーベル物理学賞を受賞している。

彼はケンブリッジ大学ルーカス教授職を務め、最後の14年間をフロリダ州立大学の教授として過ごした。

生涯[編集]

生い立ち[編集]

ディラックは1902年に, イギリスブリストルで, スイスからの移民の父チャールズとイギリス人の母のもとに生まれた。 妹と、後に自殺した兄がいた。

教育[編集]

ブリストル大学電気工学数学を、ケンブリッジ大学物理学を学んだ。

個人的生活[編集]

家庭生活では、ディラックは1937年に、ユージン・ウィグナーの妹、 Margitと結婚した。 結婚当時、Margitには二人の連れ子がおり、またディラック自身は彼女との間に二人の娘をもうけた。

物理学以外の事柄には余り関心を持たなかったと言われ、友人であったオッペンハイマーが詩を愛好するのを批判して、「誰も知らないことを誰でもわかる言葉で語るのが物理学だ。誰もが知ることを誰にもわからない言葉で語るのが詩だ。」と言ったことがある。

また、有名になることを極度に避けていたと言われ、ノーベル賞が決まった際には、有名になることを恐れて受賞を辞退しようとした。その際、師であるラザフォードが「もしノーベル賞を断ったら、君はノーベル賞をもらった場合より、もっと有名になる。」と言って説得した結果、渋々賞を受けたと伝えられる。

業績[編集]

ハイゼンベルクによる量子力学の定式化(行列力学)を受け、1925年に量子力学での力学変数の間の交換子と古典力学でのポアッソン括弧の関係を見出した。1926年にシュレーディンガーによって提案されていた波動力学と行列力学との間の等価性を、シュレーディンガーと独立に証明した。また、パウリの排他律を満す粒子の統計力学(フェルミ・ディラック統計)をフェルミと独立に考察した。ここでディラックはある粒子系の波動関数が粒子の入れ換えについて対称(反対称)である事が、その粒子がボース・アインシュタイン統計(フェルミ・ディラック統計)を満すことと対応する事を見出している。

1928年電子の相対論的な量子力学を記述する方程式としてディラック方程式を考案した。この方程式から導かれる電子の負エネルギー状態についていわゆるディラックの海と呼ばれる解釈を提案した。この解釈では電子の電荷と符号が逆で大きさは同じ電荷を持ち、電子と同じ質量を持つ粒子(反粒子)の存在が予言される。ディラックは当初この予言された新粒子を陽子ではないかと考えたが、後に電子の反粒子である陽電子がアンダーソンにより1932年に実験的に発見された。

彼は数学の分野にも大きな影響を与えた。「ディラックのデルタ関数」と呼ばれるδ関数は、数学における超関数理論へと発展し、ディラック方程式においてはスピノールなど新しい数学的概念を生み出した。また波動関数の位相に関する考察から量子力学の枠内で磁荷を持つ粒子、磁気単極子、の記述を考案し、更に磁気単極子の存在が電荷の量子化を説明する事を見出した。ここでの彼の考察は数学者によって独立に考えられたファイバー束の数学と本質的に同一であった。磁気単極子を扱った論文で、彼は物理学における数学的な美の重要性を強調している。

量子力学に関する洞察をそのまま記号形式に置き換えたようなブラベクトル、ケットベクトルを駆使して記述した著書『量子力学』(Principles of Quantum Mechanics)は、名著と言われている。ファインマンはこの著書からヒントを得て経路積分を考案した。


一方、ディラックは基礎的な物理定数から求められる無次元数に10の40乗という値が現れることに気づき、これを元に大数仮説を発表するものの、これは広く受け入れられることはなかった。

また、彼を記念して、ディラック賞が1985年に設立された。

著作[編集]

関連項目[編集]