지구에서 꽃 하나를 집으면 가장 먼 별이 움직인다.
Paul Adrien Maurice Dirac는 20세기 가장 위대한 물리학자 중 한 명으로 평가받는 영국의 이론 물리학자였다.
Dirac는 양자역학과 양자전기역학의 초기 발전에 근본적인 기여를 했다. 여러 발견 중에서 그는 페르미온의 행동을 설명하는 Dirac 방정식을 정식화했고 반물질의 존재를 예측했다. Dirac는 1933년 노벨 물리학상을 Erwin Schrödinger와 함께 "원자 이론의 새로운 생산적 형태의 발견"으로 수상했다. 그는 또한 일반상대성이론과 양자역학의 조화를 이루는 데 중요한 기여를 했다.
Dirac는 친구들과 동료들에게 성격이 특이한 사람으로 여겨졌다. 1926년 Paul Ehrenfest에게 보낸 편지에서 Albert Einstein는 Dirac에 대해 "Dirac와 관계를 맺기가 힘들다. 천재와 광기 사이의 아찔한 길을 걷는 이 균형 잡기는 끔찍하다"고 썼다. 다른 편지에서 그는 "나는 Dirac을 전혀 이해하지 못한다 Compton 효과"라고 썼다.
그는 Cambridge 대학교의 Lucasian 수학 교수였으며, University of Miami 이론 연구 센터의 회원이었고, 인생의 마지막 10년을 Florida State University에서 보냈다.
개인생활
유년 시절
Paul Adrien Maurice Dirac는 1902년 8월 8일 영국 Bristol에 있는 부모님 댁에서 태어났으며, Bristol의 Bishopston 지역에서 자랐다. 그의 아버지 Charles Adrien Ladislas Dirac는 Switzerland Saint-Maurice에서 이민온 사람으로 Bristol에서 프랑스어 교사로 일했다. 그의 어머니 Florence Hannah Dirac (구 성 Holten)은 선장의 딸로 영국 Cornwall에서 태어났으며 Bristol Central Library의 사서로 일했다. Paul은 Betty로 알려진 여동생 Béatrice Isabelle Marguerite와 Felix로 알려진 형 Reginald Charles Félix가 있었으며, 형은 1925년 3월에 자살했다. Dirac는 나중에 회상했다: "부모님은 정말로 고통받으셨다. 나는 부모님이 나를 그렇게 많이 돌보신다는 것을 몰랐다... 나는 부모님이 자식을 돌봐야 한다는 것을 몰랐지만, 그 이후로 나는 알았다."
Charles와 자식들은 1919년 10월 22일 귀화될 때까지 공식적으로 Switzerland 국적이었다. Dirac의 아버지는 엄격하고 권위적이었지만 체벌을 반대했다. Dirac는 아버지와 긴장된 관계를 유지했으며, 아버지가 돌아가신 후 Dirac는 "나는 이제 훨씬 더 자유로워졌고, 나는 내 자신이다"라고 썼다. Charles는 자식들이 프랑스어를 배울 수 있도록 자신과만 프랑스어로 이야기하도록 강요했다. Dirac가 프랑스어로 자신이 말하고 싶은 것을 표현할 수 없다는 것을 알았을 때, 그는 침묵을 지키기로 선택했다.
교육
Dirac는 먼저 Bishop Road Primary School에서, 그 다음 아버지가 프랑스어 교사로 일했던 남학생 전용 Merchant Venturers' Technical College (후에 Cotham School)에서 교육을 받았다. 학교는 University of Bristol에 부속된 기관으로 교정과 직원을 공유했다. 벽돌 쌓기, 신발 만들기, 금속 가공 등의 기술 과목과 현대 언어를 강조했다. 이는 영국의 중등 교육이 여전히 고전에 주로 헌신하던 시대에는 드문 것이었으며, Dirac가 나중에 감사를 표현할 무언가였다.
Dirac는 University of Bristol의 공학부에서 City of Bristol University 장학금으로 전기 공학을 공부했으며, 이는 Merchant Venturers' Technical College와 같은 장소에 있었다. 1921년 학위를 완료하기 직전에 그는 Cambridge의 St John's College 입학 시험을 봤다. 그는 통과했고 70파운드 장학금을 받았으나, 이는 Cambridge에서 생활하고 공부하는 데 필요한 금액에 미치지 못했다. 공학 학사 학위를 1등급으로 졸업했음에도 불구하고, 전후 경제 불황의 경제 상황으로 인해 엔지니어로 일자리를 찾을 수 없었다. 대신 그는 University of Bristol에서 무료로 수학 학사 학위를 공부하라는 제안을 받았다. 그는 공학 학위 때문에 과정의 첫 해를 건너뛸 수 있었다.
1923년에 Dirac는 다시 1등급 우등으로 졸업했으며 Department of Scientific and Industrial Research에서 140파운드 장학금을 받았다. St John's College에서 받은 70파운드 장학금과 함께 이는 Cambridge에서 생활하기에 충분했다. 그곳에서 Dirac는 Bristol의 학생으로 있을 때 얻은 흥미였던 일반상대성이론 이론과 양자물리학의 태초 단계에서의 흥미를 Ralph Fowler의 감독 아래 추구했다. 1925년부터 1928년까지 그는 1851 Royal Commission for the Exhibition of 1851에서 연구 펠로우십을 보유했다. 그는 1926년 6월에 어느 곳에서나 제출된 양자역학의 첫 번째 논문으로 박사 학위를 완료했다. 그 후 Copenhagen과 Göttingen에서 연구를 계속했다. 1929년 봄에 그는 University of Wisconsin–Madison의 방문 교수였다.
가족
1937년에 Dirac는 Eugene Wigner의 여동생인 Margit Wigner와 결혼했다. 그는 Margit의 두 자녀 Judith와 Gabriel을 입양했다. Paul과 Margit Dirac는 함께 두 명의 딸, Mary Elizabeth와 Florence Monica를 낳았다.
Manci로 알려진 Margit는 1934년에 자신의 고향인 Hungary에서 형의 방문을 위해 Princeton, New Jersey를 방문했으며, Annex Restaurant에서의 저녁 식사 중에 "옆 테이블의 외로워 보이는 남자"를 만났다. Dirac을 만나 영향을 받은 한국 물리학자 Y. S. Kim의 이 계정에서도 말하기를: "Manci가 우리의 존경하는 Paul A. M. Dirac를 잘 돌보아준 것은 물리 커뮤니티에 매우 운이 좋은 일이다. Dirac는 1939-46년 동안 11개의 논문을 발표했다.... Dirac는 Manci가 다른 모든 것을 담당했기 때문에만 정상적인 연구 생산성을 유지할 수 있었다"고 했다.
성격
Dirac는 정확하고 과묵한 성격으로 동료들 사이에서 알려져 있었다. Cambridge의 동료들은 농담 삼아 "dirac"이라는 단위를 정의했는데, 이는 시간당 한 단어였다. Niels Bohr가 자신이 작성 중인 과학 논문에서 문장을 어떻게 끝낼지 모른다고 불평했을 때, Dirac는 "나는 학교에서 문장의 끝을 알지 못한 채 문장을 시작하지 않도록 배웠다"라고 대답했다. 그는 물리학자 J. Robert Oppenheimer의 시에 대한 관심을 비판했다: "과학의 목표는 어려운 것들을 더 간단한 방식으로 이해할 수 있게 하는 것이고, 시의 목표는 간단한 것들을 이해할 수 없는 방식으로 표현하는 것이다. 두 가지는 양립할 수 없다."
Dirac 자신은 대학원 시절 일기에 자신은 연구에만 집중했으며 일요일에만 멈추었을 때 혼자 긴 산책을 다녔다고 썼다.
2009년 전기 리뷰에서 전해진 일화는 Werner Heisenberg와 Dirac가 1929년 8월 일본으로의 회의를 위해 외양선에서 항해했다고 말한다. "둘 다 20대 초반이었고 미혼이었으며, 그들은 이상한 쌍을 이루었다. Heisenberg는 끊임없이 작업하고 춤을 추는 여성 친구였고, Dirac는 전기 작가 Graham Farmelo가 말하는 '에드워드식 괴짜'로서 어떤 종류의 사교나 작은 이야기를 하도록 강요받으면 고통받았다. 'Heisenberg, 왜 춤을 춥니까?' Dirac가 그의 동반자에게 물었다. '멋진 여자들이 있을 때는 기쁨입니다,' Heisenberg가 대답했다. Dirac은 이 개념을 생각했다가, 갑자기 터져나왔다: '하지만 Heisenberg, 당신은 미리 그 여자들이 멋진지 어떻게 압니까?'"
Margit Dirac는 1960년대에 George Gamow와 Anton Capri에게 남편이 집의 방문객에게 "Allow me to present Wigner's sister, who is now my wife"라고 말했다고 말했다.
Dirac에 대해 전해지는 또 다른 이야기는 그가 처음 젊은 Richard Feynman을 회의에서 만났을 때, 오랜 침묵 후에 "나는 방정식을 가지고 있다. 당신도 가지고 있는가?"라고 말했다는 것이다.
회의에서 강연을 한 후, 한 동료가 손을 들고 "나는 칠판의 오른쪽 위 모서리에 있는 방정식을 이해하지 못한다"고 말했다. 오랜 침묵 후에 진행자는 Dirac에게 질문에 대답하고 싶은지 물었고, Dirac는 "그것은 질문이 아니었다, 그것은 설명이었다"라고 대답했다.
Dirac은 또한 개인적인 겸손으로 유명했다. 그는 양자역학 연산자의 시간 진화를 위한 방정식을 처음으로 쓴 사람이었지만 "Heisenberg의 운동 방정식"이라고 불렀다. 대부분의 물리학자들은 반정수 스핀 입자에 대해 Fermi–Dirac 통계를, 정수 스핀 입자에 대해 Bose–Einstein 통계를 말한다. 인생 후반에 강의할 때, Dirac는 항상 전자를 "Fermi 통계"라고 부르는 것을 고집했다. 그는 후자를 "대칭"의 이유로 "Einstein 통계"라고 부른다고 설명했다.
종교적 견해
Heisenberg는 1927 Solvay 회의에서 젊은 참가자들 사이의 Einstein과 Planck의 종교 견해에 대한 대화를 회상했으며, Wolfgang Pauli, Heisenberg 및 Dirac 사이에서 일어났다. Dirac의 기여는 종교의 정치적 목적에 대한 비판이었으며, Bohr은 나중에 Heisenberg로부터 들었을 때 상당히 명확했다고 여겼다. 다른 것들 중에서 Dirac은 다음과 같이 말했다:
나는 우리가 종교를 논의하는 데 왜 시간을 낭비하는지 이해할 수 없다. 우리가 정직하다면 - 그리고 과학자들은 정직해야 한다 - 우리는 종교가 현실에 기반이 없는 거짓 주장들의 뒤죽박죽이라는 것을 인정해야 한다. 신의 개념 자체는 인간의 상상의 산물이다. 현대보다 자연의 압도적인 힘에 훨씬 더 많이 노출되었던 원시인들이 이러한 힘을 두려움으로 의인화했어야 하는 것은 매우 이해할 수 있다. 하지만 요즘에는 우리가 많은 자연 과정을 이해하고 있으므로 우리는 더 이상 그러한 해결책이 필요하지 않다. 나는 전능한 신의 공리가 우리에게 어떤 방식으로든 도움이 되는 방식을 도저히 볼 수 없다. 내가 보는 것은 이 가정이 신이 왜 그렇게 많은 비참함과 부정의, 빈곤층의 부자에 의한 착취, 그리고 그가 예방했을 수 있는 다른 모든 공포들을 허용하는지와 같은 생산적이지 못한 질문으로 이어진다는 것이다. 종교가 여전히 가르쳐지고 있다면, 그것은 결코 그 아이디어들이 여전히 우리를 설득하기 때문이 아니라 단순히 우리 중 일부가 하층 계급을 조용히 하고 싶기 때문이다. 조용한 사람들은 소란스럽고 불만족스러운 사람들보다 통치하기 훨씬 쉽다. 그들은 또한 착취하기 훨씬 쉽다. 종교는 한 국가가 자신을 희망의 꿈으로 기면 상태에 빠지게 하여 자신의 국민에게 저질러지는 부정의를 잊을 수 있게 해주는 일종의 아편이다. 따라서 두 가지 위대한 정치 세력, 즉 국가와 교회 사이의 긴밀한 동맹이다. 둘 다 친절한 신이 - 지상에서는 아니더라도 천국에서 - 부정의에 맞서지 않은, 자신의 의무를 조용히 불평 없이 해낸 모든 사람들에게 보상을 주는 것이라는 환상이 필요하다. 정확히 이것이 신이 단순히 인간의 상상의 산물이라는 정직한 주장이 가장 큰 대죄 중 하나로 낙인찍히는 이유이다.
Heisenberg의 견해는 관대했다. 가톨릭으로 자란 Pauli는 초기 발언 후 침묵을 유지했으나, 마침내 자신의 의견을 묻자 "글쎄, 우리 친구 Dirac는 종교를 가지고 있으며 그 지도 원칙은 '신은 없고, Paul Dirac는 그의 대언자이다'이다"라고 말했다. 모두가, Dirac을 포함하여, 웃음이 터져 나왔다.
인생 후반에 신의 개념에 대한 Dirac의 견해는 덜 신랄했다. 1963년 5월 Scientific American에 실린 기사의 저자로서 Dirac는 다음과 같이 썼다:
자연의 근본적인 특징 중 하나는 근본적인 물리 법칙이 위대한 아름다움과 힘의 수학 이론 측면에서 설명되며, 이를 이해하려면 상당히 높은 수준의 수학이 필요하다는 것 같다. 당신은 궁금해할 수 있다: 왜 자연이 이렇게 구성되어 있는가? 우리의 현재 지식이 자연이 그렇게 구성되어 있음을 보여주는 것 외에는 대답할 수만 있다. 우리는 단순히 그것을 받아들여야 한다. 신은 매우 높은 수준의 수학자이며, 우주를 구성하는 데 매우 고급 수학을 사용했다고 말함으로써 상황을 설명할 수도 있다. 우리의 약한 수학 시도는 우리가 우주를 조금 이해할 수 있게 해주며, 우리가 더 높은 수학을 개발하면서 우리는 우주를 더 잘 이해할 수 있기를 바란다.
1971년 회의 모임에서 Dirac는 신의 존재에 대한 자신의 견해를 표현했다. Dirac은 신의 존재가 과거에 비확률적 사건이 일어났을 때만 정당화될 수 있다고 설명했다:
생명을 시작하는 것이 매우 어려울 수 있다. 생명을 시작하는 것이 너무 어려워서 모든 행성 중에서 단 한 번만 일어
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