他用数学手段预言了反粒子，曾被海森堡无情嘲笑，但最终青史留名

　　在19世纪、20世纪的物理学中，涌现出了很多具有重大意义的方程和公式，极大地推动了现代物理学的发展，比如麦克斯韦方程、爱因斯坦质能方程以及狄拉克公式等等。虽然说爱因斯坦的质能方程更加广为公众所知，但或许狄拉克的公式对于物理学与数学来说具有更为重要的意义。这样说也许有很多人会认为有失偏颇，但实际上，我们无法刻意地去将那些重要的方程和公式一较高低，因为它们在物理学上都起着决定性的作用，而和名气的大小无关。

　　2002年，美国麻省理工学院的理论物理学家弗朗克·韦尔切克（2004年诺贝尔物理学奖获得者）在为狄拉克诞辰100周年写的纪念文章中说：“在所有物理公式中，狄拉克公式（或狄拉克定理）或许是最有魔力的一个。这是人类最富于畅想的发明，而同时又最不受实验限制。它带来了最为奇特、最令人震惊的结果……，它是决定基础物理发展方向的枢纽。”

　　韦尔切克作为一个后来者、当代著名的理论物理学家和诺贝尔物理学奖获得者，他对狄拉克及狄拉克公式的评价自然不失公允。那么，为什么狄拉克公式会让物理学发生了如此巨大的改变呢？让我们从电子波函数的两个额外成分谈起。狄拉克将其解释为具有负能量的粒子，或者是空间的“黑洞”（空穴理论），它们应该是形如电子的粒子，但带有正电荷。这一想法是他犹豫再三之后于1941年提出的。

　　在狄拉克提出这个设想之后，其他物理学家将之视为笑柄。沃尔夫冈·海森堡曾说道：“现代物理学最凄惨的一章现在是、将来也会是狄拉克的理论！”但就在海森堡说完这句话还不到一年，加利福尼亚理工大学的物理学家卡尔·安德森就在一次实验中发现了狄拉克预言的带正电荷的电子，即正电子。这是世界上第一次，由一位理论物理学家通过纯粹数学的手段，成功预言了过去未知的粒子的存在。这一发现直接打脸了海森堡，而且全然改变了物理学的游戏规则，因为理论物理学家们不再必须等待实验结果了！

　　正电子是人类发现的第一种反物质粒子，物理学家们现在明白，每一种粒子都有与之对应的反粒子，如果一个粒子与它的反物质双胞胎相遇，两个粒子就会湮灭。于是，狄拉克公式导致了一个当代尚未解决的新的重大问题：为什么宇宙中的物质多于反物质？为什么宇宙不是空荡荡的？狄拉克公式也进一步揭示，我们的宇宙中有两种根本不同的量子粒子，它们的自旋不同，现在被称为玻色子和费米子。

　　最后，让我们从物理学的顶峰走下来，看看狄拉克公式在实际生活中都起了那些作用，或者说有哪些实际应用。前面提到了玻色子和费米子，它们具有不同的特性，费米子喜欢独来独往，而玻色子则喜欢凑在一起。玻色子的特性让激光应运而生，一束激光光线是同种量子状态的光子的集合。另外，正电子也是用于研究大脑活动的“正电子发射计算机断层扫描术”（简称PET扫描）的基本成分。还有，核磁共振成像术（简称MRI扫描）是不必让病人暴露于X光下的诊断手段，该仪器是利用磁场操纵电子的自旋。

　　总结一句，在科学史上，其影响深远甚于狄拉克方程的公式极为稀少，然而一般大众所不知道的是，保罗·狄拉克却极其沉默寡言，不喜欢抛头露面。1933年，当他得知自己即将获得诺贝尔物理学奖时，第一反应是拒绝，经朋友劝说后终于接受。尽管如此，狄拉克还是自然而然地为他的同事们所欣赏，并最终在科学史上青史留名。

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