Ett kreativt liv: nobelpristagaren P. A. M. Dirac

Få människor kanske känner till vad "positron" är i "Positron Emission Tomography" (PET-skanning). PET fungerar genom att använda radioaktiva atomer som avger partiklar som kallas positroner, antipartikeln av elektroner (Lipkin, 1987, s. 15). 234). Paul Adrien Maurice Dirac (8 augusti 1902 - 20 oktober 1984) förutspådde existensen av positroner rent från matematiska beräkningar medan man försöker förena kvantteorin med Einsteins relativitetsteori fyra år före Carl D. Anderson upptäckte det 1932. Dirac vann Nobelpriset vid 31 års ålder; hans arbete stimulerade många andra som blev Nobelpristagare.

Han var en grundare av kvantfysik och innehade den prestigefyllda Lucasian professor i matematik titel vid University of Cambridge (1932-69), en gång innehas av Newton. Efter en kort prövning vid University of Miami (1968-72) blev han professor i fysik 1972 vid Florida State University, Tallahassee, där han förblev professionellt produktiv tills han dog.

Tidig hemmiljö och Utbildning

Paul Dirac, mitt i tre barn, föddes av Charles Dirac och Florens Hannah Dirac, n Hol Holten. Enligt Kragh (1990) ville hans far, en högt uppskattad lärare, att hans barn skulle ha den bästa utbildningen. Men han var också känd för att vara en strikt disciplinarian och sitt "noggranna system av

bestraffning”(Sid. 3). Farmelo (2009) noterar Paul Dirac och säger ”Jag kände aldrig kärlek eller tillgivenhet när jag var barn” (s. 23). 5). Han kände lite sorg när hans far dog och noterades ha sagt: ”Jag känner mig mycket friare nu” (Kragh, 1990, sid. 2). Tydligen gjorde han det mesta av sitt skolarbete i sitt sovrum för att undkomma den svåra hemmiljön (Farmelo, 2009).

Enligt Kragh (1990), medan han i skolan utmärkte sig i matematik och läste avancerade böcker för sin ålder, hade han inget intresse för grekisk mytologi, latin eller klassisk poesi. Han var glad över att inte behöva studera grekiska eller latin och visade lite intresse för sporter eller socialt liv.

Dirac tog examen med en B.Sc. från Bristol University i elektroteknik, klarar sig bra inom teoretiska men inte i experimentella och tekniska ämnen. Som ung hade han ingen särskild ambition; ”Han gjorde vad han fick höra” och studier var ett medel för ett jobb (Kragh, 1990, sid. 4). Även om han tog examen med utmärkelser kunde han inte få ett jobb på grund av lågkonjunktur men accepterade gärna gratisundervisning för att studera matematik vid Bristol University. Han fick doktorsexamen. från University of Cambridge 1926 (Krisch, 1987).

Unik Personlighet

Karaktäriserad som konstig, mystisk, monosyllabisk, osocial och möjligen autistisk (Farmelo, 2009), tillskrev Dirac hans inåtvändhet och stillhet mot sin disciplinära far som krävde att han talade "perfekt" franska vid måltiden med honom (Hawkins, 1998, s. 23). xv) medan hans syskon åt separat med sin mamma i köket av okända skäl (Farmelo, 2009). Hawkins (1998) föreslår emellertid att han kan ha visat sig samma oberoende av sin krävande far.

Krisch (1990) konstaterade att även om Diracs tysthet ibland misstagades vara hovmodig eller oskyldig, tycktes han ha prioriterat att tänka på att prata; han talade bara för att göra en poäng. Trots många anekdoter om hans konstighet minns många honom varmt. Harish-Chandra (1987) talade om honom som ”mild och snäll och ändå ganska avlägsen och avlägsen” (s. 23). 35). Pais (1998) observerade att hans 40-åriga minnen om honom var alla "älskade" och att han delade "Niels Bohrs åsikt om honom:" Av alla fysiker har Dirac den renaste själen "(s. 23). 38). Han har beskrivits som utan fiender eller ogillar för någon person (Kursunoglu, 1987, p. x).

Kragh (1990) noterade att Neville Mott liknade honom med Gandhi ”litet kött och mycket sinne” (s. 23). 251). Han brydde sig lite om personliga bekvämligheter när han var hemma eller på resa. Han levde ett blygsamt, asketiskt liv, rökte eller drack aldrig alkohol, men drack stora mängder vatten (Farmelo, 2009; Kragh, 1990).

Hans intressen har beskrivits som smala jämfört med hans samtida, kanske för att hans far och skola hade det betonade vetenskap, praktisk utbildning och språk. Enligt Kragh (1990), "Han hade ingen uppskattning för litteraturvetenskap och ansåg att läsning till och med kan ha en negativ inverkan på original tänkande." När Robert Oppenheimer erbjöd honom två böcker att läsa på väg till Japan, vägrade han att säga "att läsa böcker störde tanken" (Sid. 258).

Metod för vetenskapligt arbete

Diracs främsta intresse var grundläggande forskning, inte undervisning. Han ville inte att hans elever skulle vara beroende av honom för råd. Harish-Chandra (1987) minns att han tappade bort från sina föreläsningar när han fann att de var desamma som hans bok. När han blev ombedd att klargöra något under en föreläsning upprepade han det exakt eftersom det redan uttrycktes på bästa sätt. I samtal "svarade han mest positivt på kortfattade frågor" (Krisch, 1987, sid. 46).

Kemmer (1987, se även Kragh, 1990) observerade att hans arbete avviker från de moderna trenderna eller mainstream-fysiken, men det var mycket inflytelserikt. Dirac var en sann intrinsiskt motiverad elfenbenstornforskare vars främsta belöningar var att komma med nya idéer och att främja fysik genom att skapa skön matematiska teorier. Han ogillade erkännande och publicitet. ”Han flydde till London Zoo för att undvika de många gratulationerna” dagen då han utsågs till Lucasian Professor (Kragh, 1990, sid. 252). Han avvisade nästan Nobelpriset, men Ernest Rutherford berättade för honom att inte acceptera det skulle bjuda in ännu större publicitet. En tidning i London innehöll rubriken "'Det geni som fruktar alla kvinnor" och beskrev honom som "blyg som en gasell och blygsam som en viktoriansk piga ”” (Kragh, 1990, s, 115).

Farmelo (2009) beskrev honom som en top-down-tänkare ”som börjar med matematiskt exakta formuleringar av grundläggande principer och först efteråt med att använda teorin för att göra förutsägelser” (sid. 94). Hans tidiga arbete involverade att ta välkända resultat och redovisa dem genom en annan teori. Han försökte en sak och sedan en annan när resultaten inte var tillfredsställande. Kragh (1990) konstaterade att Dirac trodde att (a) teorier utvecklades stegvis och citerar Heisenbergs iakttagelse att hans ”utgångspunkter var speciella problem och inte bredare förhållanden... Allt som är viktigt är att komma över de kommande tre varven ”(sid. 281); (b) Teorier måste vara först matematisktskön och sedan enkelt, men han brydde sig lite om exakta bevis och matematisk rigoritet; (c) en person som har sitt ursprung i en teori är inte bäst att utveckla den eftersom man inte kan se ens egen teori på ett fristående sätt och också oroa sig för att teorin kan falla sönder vid närmare granskning; och, (d) om teorin föreslog att det finns något måste det existera, kallat plenitude-principen.

Farmelo (2009) noterade att Dirac gillade att arbeta ostörd. På Tallahassee arbetade han i tre timmar på sitt kontor ibland och tog en paus för att gå till biblioteket. Han välkomnade inte besökare och skulle lyfta telefonmottagaren och släppa den innan han lyssnade på den som ringer. Vid middagstid gick han med kollegor för en brun väsklunch, men talade bara ibland. Efter lunchen tappade han på sin kontorssoffa eller deltog i ett seminarium och återvände sedan hem för sen eftermiddagste med sin fru. Han avslappnade efter middagen, gick till en ”klassisk konsert eller läste en roman — Edgar Allen Poe-mysterier, Le Carre-spionthrillare och Hoyles science-fiction-berättelser var bland hans favoriter” (pp. 393-394). Han gillade att titta på TV, särskilt Cher, Nova science-dokumentärer, och Forsyte-sagan. På natten till På övervåningen, ner, Diracerna accepterade middaginbjudningar, "bara om deras värdar i förväg gick med på att titta på dem med dem i tystnad" (sid. 394). Han föredrog också att äta ostörd.

Dirac älskade att gå. Som student på Cambridge tillbringade han nästan varje dag på biblioteken utom söndagar när han slappnade av och tog långa ensamma promenader i landet huvudsakligen att vila och koppla av från "de intensiva studierna i veckan, och kanske för att försöka få en ny syn på hur man kan ta till sig problemet följande Måndag... Jag hade bara problemen kanske flyter runt i bakhuvudet utan att medvetet föra upp dem ”(som citeras i Kragh, 1990, s, 10-11). Han föredrog att arbeta på morgnarna och trodde att ”ens hjärnkraft är maximalt och mot slutet av dagen var jag mer eller mindre tråkig, särskilt efter middagen” (som citeras i Kragh, s.13).

Även om han sällan samarbetade, ledde hans djupa intresse för fysik honom att delta i tepartier och kollokvier regelbundet som student i Cambridge. Han lyssnade mer än han pratade med andra framstående forskare och erkände deras roll i hans tänkande. Han reste världen över, delade sitt arbete och lärde av andra om deras arbete. När han reste gillade han sightseeing, vandring och bergsbestigning. Med sina vänner klättrade han till toppen av Uncompraghre-toppen (4360 meter) och Mount Elbrauz (5 640 meter), Europas högsta berg. För att öva klättrade han träd i kullarna utanför Cambridge och vid dessa tillfällen klädde han sin formella svarta kostym som han alltid hade på sig (Kragh, 1990, s. 20). 259).

Det finns mycket mer i Diracs liv än det här kort uppsatsen presenterar och det finns mycket att lära av Diracs liv, särskilt om hans engagemang, flit, kärlek till vackra teorier och hans behov av att undvika erkännande och publicitet. Han älskade att arbeta, gå och resa för att gå vidare med sitt arbete och njuta av naturens gåvor. Han talade inte mycket, men många som kände honom väl beundrade honom för hans vetenskapliga insikter och kom ihåg honom gärna som "mild och snäll" och en "renaste själ" tillsammans med många underhållande anekdoter om hans idiosynkratiska natur.

referenser

Farmelo, G. (2009). Den konstigaste mannen. Det dolda livet för Paul Dirac, teatrets mystiker. Philadelphia, PA: Basic Books.

Harish-Chandra (1987). Min förening med professor Dirac. I B. N. Kursunoglu & E. P. Wigner (Eds.), Påminnelser om en stor fysiker: Paul Adrien Maurice Dirac (Pp. 34-36). Cambridge, Storbritannien: Cambridge University Press.

Hawkins, S. (1998). Dirac minnesadress. I P. Goddard (red.). Paul Dirac Mannen och hans arbete (Pp. xiii-xv). Cambridge, Storbritannien: Cambridge University Press.

Kemmer, M. (1987). Vad Paul Dirac betydde i mitt liv. I B. N. Kursunoglu & E. P. Wigner (Eds.), Påminnelser om en stor fysiker: Paul Adrien Maurice Dirac (Pp. 37-42). Cambridge, Storbritannien: Cambridge University Press.

Kragh, H. (1990). Dirac En vetenskaplig biografi. Cambridge, Storbritannien: Cambridge University Press.

Krisch, A. D. (1987). En experiments syn på P.A.M. Dirac. I B. N. Kursunoglu & E. P. Wigner (Eds.), Påminnelser om en stor fysiker: Paul Adrien Maurice Dirac (Pp. 46-52). Cambridge, Storbritannien: Cambridge University Press.

Kursunoglu, B. N. (1987). Ett minnesmärke till P. A. M. Dirac. I B. N. Kursunoglu & E. P. Wigner (Eds.), Påminnelser om en stor fysiker: Paul Adrien Maurice Dirac (Pp. ix-xiii). Cambridge, Storbritannien: Cambridge University Press.

Lipkin, H. J. (1987). Från relativistisk kvanteteori till den mänskliga hjärnan. I B. N. Kursunoglu & E. P. Wigner (Eds.), Påminnelser om en stor fysiker: Paul Adrien Maurice Dirac (Pp. 234-243). Cambridge, Storbritannien: Cambridge University Press.

Pais, A. (1998). Paul Dirac: aspekter av hans liv och arbete. I P. Goddard (red.). Paul Dirac Mannen och hans arbete (Pp. 1-45). Cambridge: Storbritannien: Cambridge University Press.