하리시찬드라 메로트라
데니스 W. 시아마
프레드 호일
베람 쿠르수노글루
존 폴킹혼
노벨 물리학상 (1933)
로열 메달 (1939)
코플리 메달 (1952)
막스 플랑크 메달 (1952)
왕립협회 펠로우 (1930)
**폴 에이드리언 모리스 디랙**  은 20세기의 가장 중요한 물리학자 중 한사람으로 여겨지는 영국의 이론물리학자이다.

디랙은 양자역학과 양자전기역학의 초기 개발에 근본적인 기여를 했다. 다른 발견들 중에서는, 그는 페르미온의 거동을 설명하고 반물질의 존재를 예측하는 디랙 방정식을 공식화했다. 1930년 양전자의 존재를 예언한 디랙은 "새로운 생산적 형태의 원자 이론을 발견한 공로"로 에르빈 슈뢰딩거와 함께 1933년 노벨 물리학상을 공동 수상했다. 그는 또한 일반상대성 이론과 양자역학의 조화에 상당한 기여를 했다.

디랙은 그의 친구와 동료들에게 성격이 특이한 사람으로 간주되었다. 1926년 파울 에렌페스트에게 보낸 편지에서 알베르트 아인슈타인은 디랙 논문에 대해 이렇게 썼다. "나는 디랙 때문에 고생하고 있다. 천재와 광기 사이의 아찔한 길에서 균형을 맞추는 것은 끔찍하다." 그는 컴프턴 효과에 관한 다른 편지에서 "나는 디랙의 세부 사항을 전혀 이해하지 못한다."라고 썼다.

## 생애

### 초년
폴 에이드라언 모리스 디랙은 1902년 8월 8일 영국 브리스톨에 있는 부모님의 집에서 태어나

찰스와 아이들은 1919년 10월 22일에 귀화할 때까지 공식적으로 스위스 국민이었다.

### 교육
디랙은 처음에 비숍 로드 초등학교에서 교육을 받았고, 이것은 영국의 중등 교육이 여전히 고전에 전념했을 때라서 이례적이었는데, 디랙은 나중에 이에 감사를 표한 소중한 것이었다.

디랙은 브리스톨 대학교 도시 장학금으로 무역상회 기술대학의 엔지니어링 교수진에게서 전기 공학을 공부했다.

1923년에 디랙은 다시 한번 퍼스트 클래스 아너스로 졸업하고 과학산업연구과로부터 140파운드의 장학금을 받았다.

### 가족
1937년, 디랙은 물리학자 유진 위그너의 여동생이자 이혼녀

맨시는 다음과 같이 말한다. "맨시가 우리가 존경하는 폴 디랙을 잘 돌본 것은 물리학계를 위해서 다행스러운 일이었다. 디랙은 1939년-1946년에 11편의 논문을 발표했다. 디랙이 정상적인 연구 생산성을 유지할 수 있었던 것은 오로지 맨시가 그밖의 모든 것을 담당했기 때문이다."

### 개성
디랙은 그의 동료들에게서 과도할만큼 논리적이며, 과묵한 사람으로 기억되었다. 케임브리지에서 그의 동료들은 농담삼아 1시간에 1마디를 말한다는 1 디랙 단위를 정의하였다.

디랙은 자신의 일기에서 대학원에 있는 동안에는 자신의 연구에만 집중하고 있었으며, 일요일에만 연구를 중지하고 혼자 산책을 즐겼다고 썼다.

그레이엄 파멜로는 위 전기에서, 베르너 하이젠베르크와 디랙이 1929년 학회에 참가하기 위해 일본으로 크루즈 여행을 떠났을 때 "양쪽다 20대이며, 미혼이었으나, 그 둘은 이상한 조합이었다. 하이젠베르크는 지속적으로 여자들과 즐겁게 환담을 하며 춤을 추던 인기남이었지만, 디랙은 조금만 서로 말하는 것에도 고통을 느끼는, 구석에 처박힌 괴짜였다. 디랙은 자기 동료에게 '왜 그렇게 춤을 추나?' 하고 물었는데, 하이젠베르크는 '괜찮은 여자들과 함께 하는건 즐거운 일이라네.' 하고 대답했다. 디랙은 잠시 생각하더니, '하이젠베르크, 어떻게 여자들이 괜찮다는 걸 미리 알 수 있나?' 하고 대답했다."고 언급했다.

마르기트 디랙은 1960년대에 조지 가모프와 안톤 카프리 둘다에게 남편이 한 집 방문객에게 "이제 아내가 된 위그너의 여동생을 소개하도록 허락해 주세요."라고 했다고 말했다.

디랙에 대한 또 다른 이야기는 그가 젊은 리처드 파인만을 학회에서 처음 만났을 때, 긴 침묵 끝에 이렇게 말하기를, "나는 한 방정식이 있다네. 자네도 역시 하나 있는가?"라고 했다.

그가 한 학회에서 강연을 한 뒤 한 동료가 손을 들어 말하기를: "나는 칠판 오른쪽 상단 모서리에 있는 방정식을 이해할 수 없습니다."라고 했다. 긴 침묵 후, 사회자가 디랙에게 질문에 답하고 싶은지를 물었고, 디랙은 "그건 질문이 아니었고, 논평이였다."라고 대답했다.

디랙은 또한 겸손한 성격으로도 유명했다. 그는 그가 제일 먼저 기술했던 양자역학적 연산자의 시간 변화 방정식을 "하이젠베르크 운동 방정식"이라고 불렀다. 대부분의 물리학자들은 반정수 스핀 입자에 대해서는 페르미-디랙 통계학, 정수 스핀 입자에 대해서는 보스-아인슈타인 통계학이라고 한다. 디랙은 만년에 강의를 하면서 항상 전자를 "페르미 통계학"이라고 불렀다. 그는 후자를 "보즈 통계학"이라고 불렀는데, 그 이유로서 "대칭성"을 위해서라고 설명했다.

### 종교에 대한 견해
하이젠베르크는 1927년 솔베이 회의에서 알베르트 아인슈타인과 막스 플랑크의 종교에 관한 관점을 회고하며, 볼프강 파울리, 디랙이 그 안에 함께 있었다고 회고한다. 디랙은 대화에서 종교의 정치적인 측면을 비판하였으며, 닐스 보어와 하이젠베르크는 이 비판의 명확한 점을 좋아했고, 이를 나중에 디랙에게 알렸다고 한다.다른 몇가지 중에, 디랙이 말하기를:

하이젠베르크의 견해는 관대했다. 카톨릭 신자로 자란 파울리는 처음에는 침묵을 지켰으나 마침내 그의 의견을 묻자 말하기를: "글쎄, 우리 친구 디랙은 한 종교를 가지고 있고, 그 가이드 원칙은 '신은 없고 폴 디랙은 그의 선지자이다.'이네요."라고 했다. 디랙을 비롯해 모두가 웃음을 터뜨렸다.

인생의 말기에는, 신의 아이다어에 대한 디랙의 관점이 덜 신랄했다. 1963년 5월호 사이언티픽 아메리칸에 실린 기사의 저자로서, 디랙이 쓰기를:

1971년, 디랙은 한 학회에서 신의 존재에 대한 자신의 견해를 밝혔다. 디랙은 신의 존재는 과거에 일어날 것 같지 않은 사건이 일어났을 때에만 정당화될 수 있다고 설명했다.

 정도로 어림짐작해 보자. 이런 숫자를 짐작해야할 논리적인 이유는 없지만 그럴 가능성에 대해서 생각해보자는 것이다. 그러한 조건하에서 ... 생명의 시작은 불가능했음이 거의 확실하다. 그리고 그런 조건하에서 나는 생명을 시작한 신의 존재를 가정할 필요를 느낀다. 그러므로 나는 신의 존재와 물리적 법칙사이의 연결을 설정하고 싶으니: 만약 물리적 법칙이 매우 낮은 확률로 생명을 시작하기 때문에 맹목적 우연만으로 생명의 시작을 가정하는 것이 타당하지 않다면, 반드시 신이 있을 것이다, 그리고 그런 신은 추후에 발생할 양자 도약들(quantum jumps)
 속에서 그의 영향력을 보여줄 것이다. 반면에, 생명의 시작이 매우 쉬워서 어떠한 성스러운 개입을 팔요로 하지 않는다면, 나는 신은 없다고 말할 것이다.

디랙은 확실한 견해를 밝히지는 않았지만, 신에 대한 질문에 과학적으로 답할 수 있는 가능성을 기술했다.

## 경력
디랙은 양자역학에 대한 가장 일반적인 이론을 정립하고 전자에 대한 상대론적 방정식을 발견하였고, 이 방정식은 현재 그의 이름을 가지고 있다. 각 페르미온 입자에 대한 반입자의 주목할 만한 개념은 - 예를 들어, 전자에 대한 반입자인 양전자의 - 그의 방정식에서 비롯된다. 그는 오늘날 아원자 또는 "기본" 입자에 대한 모든 이론적 연구의 기초가 되는 양자장론을 최초로 개발한 사람이며, 이는 자연의 힘에 대한 우리의 이해에 기초가 되는 연구이다. 그는 제임스 클러크 맥스웰의 전자기 방정식에 더 큰 대칭을 가져오기 위한 수단으로서 아직 경험적으로 알려지지 않은 물체인 자기 홀극의 개념을 제안하고 연구했다.

### 양자 이론
새로운 양자 이론에 대한 디랙의 첫 번째 단계는 1925년 9월 말에 이루어졌다. 그의 연구 감독자인 랄프 파울러는 보어와 조머펠트의 오래된 양자 이론의 틀에서 베르너 하이젠베르크의 한 탐구 논문의 증명 사본을 받았다. 하이젠베르크는 보어의 대응 원리에 크게 의존했지만 방정식을 변경하여 직접 관찰 가능한 양을 포함하여 양자역학의 행렬 공식화로 이르렀다. 파울러는 하이젠베르크의 논문을 브리스톨에서 휴가를 보내고 있는 디랙에게 보내 이 논문을 주의 깊게 살펴보라고 요청했다.

디랙의 관심은 하이젠베르크가 설정한 신비한 수학적 관계에 끌렸다. 몇주 후, 케임브리지로 돌아가서 디랙은 이 수학적 형태가 입자 운동의 고전역학에서 발생하는 푸아송 괄호와 동일한 구조를 가지고 있음을 갑자기 깨달았다.의 입자와 강체의 해석역학(Analytical Dynamics of Particles and Rigid Bodies)이 해명하는 것을 발견했다., 디랙은 케임브리지로부터 박사학위를 받았다. 이것은 많은 동일한 스핀 1/2 입자들로 구성된 시스템, 예를 들면, 고체와 액체의 전자, 그리고 중요하게는 반도체의 전도에 적용되는 페르미-디랙 통계의 기초를 형성했다.

디랙은 양자 이론의 해석 이슈들에 신경을 쓰지 않은 것으로 유명하다. 사실, 그를 기리기 위해 책으로 출판된 논문에서 그는 다음과 같이 썼다. "양자역학의 해석은 많은 저자에 의해 다루어져 왔으며 여기서 논의하고 싶지 않다. 나는 더 근본적인 것을 다루고 싶다."

### 디랙방정식
1928년에 볼프강 파울리의 비상대론적 스핀 시스템에 대한 연구와 독립적으로 발견했다고 주장한 2×2 스핀 행렬을 구축하면서(디랙은 아브라함 패이스에게 "나는 파울리와 독립적으로 이러한 행렬을 얻었고 아마 파울리도 나와 독립적으로 이것을 얻었을 것이라고 믿는다.") 양전자는 1932년 칼 앤더슨에 의해 관찰되었다. 다랙 방정식은 또한 상대론적 현상으로서 양자 스핀의 기원을 설명하는 데 기여했다.

엔리코 페르미의 1934년 베타 붕괴 이론에서 페르미온(물질)이 생성되고 파괴되어야 할 필요성은 디랙 방정식을 스핀 ħ/2의 모든 점 입자에 대한 "고전적인" 장 방정식으로 재해석하게 되었으며, 그 자체는 비교환자(anti-commutators)를 포함하는 양자화 조건이 적용된다. 따라서 1934년, 베르너 하이젠베르크에 의해 모든 기본 물질 입자들-오늘날 쿼크 및 렙톤)-를 정확하게 설명하는 (양자) 장 방정식으로 재해석된 이 '디랙 장방정식'은 맥스웰, 양-밀스 및 아인슈타인 장방정식처럼 이론물리학의 핵심이다. 디랙은 양자 전기역학의 창시자로 간주되며 그 용어를 처음으로 사용했다. 그는 또한 1930년대 초에 진공 편광(vacuum polarisation)의 개념을 도입했다. 이 연구는 차세대 이론가들, 특히 줄리언 슈윙거, 리처드 파인먼, 도모나가 신이치로 및 프리먼 다이슨이 양자 전기역학을 공식화하는 데 있어 양자역학 발전의 핵심이었다.

1930년에 출판된 디랙의 양자역학의 원리 (The Principles of Quantum Mechanics)는 과학사의 한 랜드마크이다. 그것은 빠르게 그 주제에 대한 표준 교과서 중 하나가 되었으며 오늘날에도 여전히 사용된다. 그 책에서 디랙은 행렬 역학에 대한 베르너 하이젠베르크의 이전 연구와 파동역학에 대한 에르빈 슈뢰딩거의 작업을 물리적 시스템의 상태를 설명하는 벡터의 힐베르트 공간에 작용하는 연산자와 측정 가능한 양을 연관시키는 단일 수학적 형식론으로 통합했다. 이 책은 또한 디랙 델타 함수를 소개했다. 그는 1939년 논문에 이어, 브라-켓 표기법을 포함시켰고, 그래서 오늘날의 보편적인 사용에 기여했다.

### 자기 홀극
1931년에 디랙은 우주 내의 단일 자기 홀극(magnetic monopole)의 존재가 전하의 양자화를 설명하기에 충분할 것이라고 제안했다. 흥미로운 결과가 자기 모노폴의 탐지 가능성을 제시했지만, 현재까지 그 존재에 대한 직접적인 증거는 없다. (또한 자기 홀극을 위한 탐색들을 보라.)

### 중력
그는 중력장을 양자화했고 또한 역학적 제약이 있는 양자장의 일반 이론을 개발했으며, 이는 오늘날의 게이지 이론과 초끈 이론의 기초를 형성한다. 디랙의 작업의 영향력과 중요성은 수십 년 동안 증가했으며, 또한 물리학자들은 그가 개발한 개념과 방정식을 날마다 사용한다.

### 케임브리지 대학교
디랙은 1932년부터 1969년까지 케임브리지에서 루커스 수학 교수로 재직했다. 1937년에 그는 소위 대수 가설에 기초한 사변적 우주론적 모델을 제안했다. 제2차 세계대전 중에 그는 가스 원심분리기에 의한 농축 우라늄에 관한 중요한 이론 및 실험 연구를 수행했다.

디랙의 양자 전기 역학(QED)은 종종 무한하고 따라서 받아들일 수 없는 예측을 했다. 재규격화로 알려진 해결 방법이 개발되었지만, 디랙은 이를 받아들이지 않았다. 그는 1975년에 "나는 그 상황에 매우 만족하지 못한다고 말해야 한다. 왜냐하면 이 소위 '좋은 이론'은 방정식에 나타나는 무한대를 무시하고 임의적인 방식으로 무시하는 것을 포함하기 때문이다. 이것은 현명한 수학이 아니다. 현명한 수학은 양이 적을 때 무시하는 것을 포함하는데, 단지 그것이 무한히 크고 당신이 그것을 원하지 않는다는 이유로 그것을 무시하는 것이 아니다!" 그가 재규격화를 받아들이기를 거부함으로써 그 주제에 대한 그의 작업은 점점 더 많은 범위에서 벗어나게 되었다.

그러나 한 번 거부된 메모에서 그는 자신이 공식화한 해밀턴 역학에 기반한 "논리적 기초"에 양자 전기역학을 적용하는 작업을 수행했다. 그는 1963년에 새로이, 빅토어 바이스코프와 프렌치에 의한 그리고 현대 QED의 두 개척자 슈윙거와 파인먼에 의한 결합 방법을 사용하지 않고, 하이젠베르크 그림을 사용하여 변칙 자기 쌍극 모멘트 "스윙거 텀(Schwinger term)"과 램 이동을 유도하는 다소 새로운 방법을 발견했다. 그것은 토모나가-스윙거-파인만 QED가 노벨 물리학상으로 공식 인정받기 2년 전이었다.

바이스코프와 프렌치(FW)는 램 이동과 전자의 변칙적 자기 모멘트에 대한 올바른 결과를 처음으로 얻었다. 처음에 FW 결과는 파인먼과 슈윙거의 부정확하지만 독립적인 결과와 일치하지 않았다. 디랙이 예시바 대학교에서 양자장 이론에 대해 강의한 1963-1964년 강의는 1966년 벨퍼 과학 대학원, 모노그래프 시리즈 3번으로 출판되었다.

### 플로리다주립대학교와 마이애미대학교
디랙은 큰 딸 메리와 가깝게 플로리다로 이주한 후, 플로리다 주 코럴게이블즈에 있는 마이애미 대학교와 플로리다 탤러해시에 있는 플로리다 주립 대학교에서 마지막 인생과 물리학 연구 둘다의 14년을 보냈다.

1950년대에 더 나은 QED를 찾기 위해 폴 디랙은 1949년 캐나다에서 열린 세계 수학자 대회에서 강의한 내용을 기반으로 해밀턴의 제약 조건 이론 스칼라 중간자 필드(스핀 0 파이온 또는 유사스칼라 중간자), 벡터 중간자 필드(스핀 1 로 중간자) 및 전자기장에 대한 명시적 표현을 제공했다.

제한된 시스템의 해밀토니안은 디랙의 많은 걸작 중 하나이다. 그것은 휘어진 시공간에 대해 유효한 해밀턴 이론의 강력한 일반화이다. 해밀토니안에 대한 방정식은 상태가 고려되는 표면의 각 지점에 대해 '' ≈ 0 에서의 3차원 스칼라 밀도이다.

1950년대 후반에 그는 자신이 개발한 해밀턴 방법을 적용하여 아인슈타인의 일반 상대성이론을 해밀턴 형식 1964년에 그는 곡선 시공간의 양자화를 포함하여 비선형 역학 시스템의 제한된 역학을 다루는 양자역학에 관한 강의 (Lectures on Quantum Mechanic) (런던: 아카데믹(Academic))를 출판했다. 그는 또한 1967년 국제 이론물리 센터(ICTP)/국제 원자력 기구(IAEA) 최신 물리학에 관한 트리에스테 심포지움(Trieste Symposium on Contemporary Physics)에서 "중력장의 양자화(Quantization of the Gravitational Field)"라는 제목의 논문을 발표했다.

1970년 9월부터 1971년 1월까지 디랙은 탤래해시에 있는 플로리다 주립 대학교(FSU)의 방문 교수였다. 그 기간 동안 그는 그곳에서 정규직으로 제의를 받았고 1972년에 정식 교수가 되었다. 그가 그곳에서 지냈던 당시의 기록들은 그가 여름의 열기가 지독한 것을 분명히 알았고 그래서 케임브리지로 탈출하기를 좋아했다는 것을 제외하고는 행복했다고 묘사한다.

그는 매일 약 1마일을 걸어서 연구하러 갔고 두 개의 인근 호수(실버호(Silver Lake)와 로스트호(Lost Lake)) 중 한 곳에서 수영하는 것을 좋아했으며, 케임브리지 대학교에 있을 때보다 사교적이었다. 수업 및 세미나 제공; FSU에서 그는 보통 낮잠을 자기 전에 동료들과 점심을 먹었다.

디랙은 일반 상대성이론에 관한 짧은 책을 포함하여 그의 생애 마지막 12년 동안 60편 이상의 논문을 발표했다.

### 학생
그의 많은 학생 중에는

### 영예
디랙은 "새로운 생산적 형태의 원자 이론을 발견한 공로"로 에르빈 슈뢰딩거와 함께 1933년 노벨 물리학상을 공동 수상했다., 1938년 미국철학학회 회원,

### 사망
1984년 디랙은 플로리다주 탤러해시의 자택에서 사망했고 탤러해시의 로즈론(Roselawn) 공동묘지에 묻혔다. 브리스톨의 비숍스턴(Bishopston)에 있는 디랙의 어린 시절 집에는 파란색 명판으로 기념되고 있으며,

## 유산
1975년에 디랙은 뉴사우스웨일스 대학교에서 5개의 일련의 강의를 했으며 이후에 물리학의 방향 (Directions in Physics) (1978)라는 책으로 출판되었다. 그는 디랙 강의 사라즈(Dirac Lecture Series)의 설립을 위해 이 책의 로열티를 대학에 기부했다. 이론물리학의 발전을 위한 은 디랙 매달(Dirac Medal)은 그 강의를 기념하기 위하여 뉴사우스웨일스 대학교에 의해 수여된다.

그의 사망 직후 두 개의 전문 물리학자 조직이 매년 디랙을 기념한는 상을 제정했다. 영국의 물리학 전문 기관인 물리학 연구소(Institute of Physics)는 "이론(수학 및 계산 포함) 물리학에 대한 탁월한 공헌"에 대해 폴 디랙 메달을 수여한다.

플로리다 주립 대학교의 디랙-헬만 상은 FSU 연구원들의 이론 물리학 분야에서 뛰어난 업적을 인정하기 위해 부르스 P. 헬만이 1997년에 수여했다.

BBC는 그의 기리기 위하여 한 영상 코덱을, 디랙이라고 명명했다. 1983년에 발견된 소행성은 디랙의 이름을 따서 명명되었다. 고급 컴퓨팅을 활용한 분산 연구(The Distributed Research utilising Advanced Computing) DiRAC와 디랙 소프트웨어(Dirac (software))은 그의 명예를 기리어 명명되었다.