秋水文章不染尘！纪念量子力学先驱狄拉克诞辰120周年
2022年8月8日，量子力学先驱保罗·狄拉克诞辰120周年。1933年，因为“发现了在原子理论里很有用的新形式”（即量子力学的基本方程——薛定谔方程和狄拉克方程），狄拉克和埃尔温·薛定谔共同获得了诺贝尔物理学奖。
同为诺贝尔物理学奖获得者的我国著名物理学家杨振宁，在他的著名演讲《美与物理学》中给予了狄拉克高度评价，形容他为“秋水文章不染尘”。以下内容节选自《美与物理学》：
狄拉克1969年在美国纽约州石溪
(L.Eisenbud摄）
狄拉克（P.Dirac，1902-1984）是二十世纪一位大物理学家。关于他的故事很多。譬如：有一次狄拉克在普林斯顿大学演讲。演讲完毕，一位听众站起来说：“我有一个问题：我不懂怎么可以从公式（2）推导出来公式（5）。”狄拉克不答。主持者说：“狄拉克教授，请回答他的问题。”狄拉克说：“他并没有问问题，他只是说了一句话。”
这个故事之所以流传极广是因为它确实描述了狄拉克的一个特点：话不多，而其内含有简单、直接、原始的逻辑性。一旦抓住了他独特的、别人想不到的逻辑，他的文章读起来便很通顺，就像“秋水文章不染尘”，没有任何渣滓，直达深处，直达宇宙的奥秘。
狄拉克最了不得的工作是1928年发表的两篇短文，写下了狄拉克方程：
(pcα+mc2β)ψ=Eψ
其中，p是动量，c是光速，m是电子的质量，E是能量，Ψ是波函数，这些都是当时大家已熟悉的观念。α和β是狄拉克引进的新观念，十分简单但却影响极大，在物理学和数学中都起了超级作用。
这个简单的方程式是惊天动地的成就，是划时代的里程碑：它对原子结构及分子结构都给予了新的层面和新的极准确的了解。没有这个方程，就没有今天的原子、分子物理学与化学。没有狄拉克引进的观念就不会有今天医院里通用的核磁共振成像（MRI）技术，不过此项技术实在只是狄拉克方程的一项极小的应用。
狄拉克方程“无中生有、石破天惊”地指出为什么电子有“自旋”（spin），而且为什么“自旋角动量”是1/2而不是整数。初次了解此中奥妙的人都无法不惊叹其为“神来之笔”，是别人无法想到的妙算。当时最负盛名的海森伯（W.Heisenberg,1901-1976）看了狄拉克的文章，无法了解狄拉克怎么会想出此神来之笔，于1928年5月3日给泡利（W.Pauli,1900-1958）写了一封信描述了他的烦恼：
为了不持续地被狄拉克所烦扰，我换了一个题目做，得到了一些成果。（按：这成果是另一项重要贡献：磁铁为什么是磁铁）
狄拉克
狄拉克方程之妙处虽然当时立刻被同行所认识，可是它有一项前所未有的特性，叫做“负能”现象，这是大家所绝对不能接受的。狄拉克的文章发表以后三年间关于负能现象有了许多复杂的讨论，最后于1931年狄拉克又大胆提出 “反粒子” 理论（theory of antiparticles）来解释负能现象。这个理论当时更不为同行所接受，因而流传了许多半羡慕半嘲弄的故事。直到1932年秋安德森（C.D.Anderson,1905-1991）发现了电子的反粒子以后，大家才渐渐认识到反粒子理论又是物理学的一个里程碑。
二十世纪的物理学家中，风格最独特的就数狄拉克了。我曾想把他的文章的风格写下来给我的文学、史、艺术方面的朋友们看，始终不知如何下笔。去年偶然在香港大公报“大公园”一栏上看到一篇文章，其中引用了高适（700-765）在《答侯少府》中的诗句：“性灵出万象，风骨超常伦。”我非常高兴，觉得用这两句诗来描述狄拉克方程和反粒子理论是再好没有了：一方面狄拉克方程确实包罗万象，用“出”字描述狄拉克的灵感尤为传神。另一方面，他于1928年以后四年间不顾玻尔（N.Bohr，1885-1962）、海森伯、泡利等当时的大物理学家的冷嘲热讽，始终坚持他的理论，而最后得到全胜，正合“风骨超常伦”。
可是什么是“性灵”呢？这两个字联起来字典上的解释不中肯。若直觉地把“性情”、“本性”、“心灵”、“灵魂”、“灵感”、“灵犀”、“灵”（ghost）等加起来似乎是指直接的、原始的、未加琢磨的思路，而这恰巧是狄拉克方程之精神。刚好此时我和香港中文大学童元方博士谈到《二十一世纪》1996年6月号钱锁桥的一篇文章，才知道袁宏道（1568-1610）[和后来的周作人(1885-1967)，林语堂(1895-1976)等]的性灵论。袁宏道说他的弟弟袁中道（1570-1623）的诗是“独抒性灵，不拘格套”，这也正是狄拉克风格的特征。“非从自己的胸臆流出，不肯下笔”，又正好描述了狄拉克的独创性！
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