Paul Dirac
Paul Dirac
A 20. század két – egymásnak ellentmondani látszó – forradalmi gondolatát, a relativitáselméletet és a kvantummechanikát Paul Adrien Maurice Diracnak sikerült egyesítenie. Az elektron viselkedését leíró Dirac-egyenlet (1928) sok tizedesjegy pontossággal számot ad a hidrogénszínkép finomszerkezetéről. Diracot csak az zavarta, hogy az egyenlet negatív energiájú (negatív tömegű?) megoldásokat is adott. Ezekről azt mondta, hogy normálisan a „vákuumban” a negatív energiájú kvantumállapotok egyenletesen mind be vannak töltve, ezért nem vesszük őket észre. Legfeljebb az tűnik fel, ha egy nagy fénykvantum hatására kiugrik a „vákuumból” egy elektron, és pozitív energiájú, negatív töltésű részecskeként fizikailag észlelhetővé válik, de ilyenkor a „vákuumban” visszamaradt „lyuk” pozitív töltéstöbbletként jelenik meg. 1932-ben empirikusan fel is fedezték a Dirac által megjósolt „párkeltést”, a „pozitív lyukat” pedig pozitronnak nevezték.
Dirac 31 évesen, 1933-ban kapott Nobel-díjat a kvantummechanika felcserélési törvényre alapozott megfogalmazásáért, amit 1925 decemberében (23 évesen) csinált. Ugyanekkor kapott Nobel-díjat Werner Heisenberg a kvantummechanika úttörő (mátrixos) kialakításáért, amit 1925 júliusában (24 évesen) csinált, és Erwin Schrödinger is a Schrödinger-féle hullámegyenletért, amit 1926 márciusában csinált (ő ekkor már 39 éves volt). A Maxwell-egyenlet és a Dirac-egyenlet mindmáig fizikai tudásunk sarkköve; a Newton-féle mozgásegyenletet és a Schrödinger-féle hullámegyenletet pedig már csak közelítésként, tiszteletreméltó történelmi emlékként tartjuk számon.
Dirac és Wigner először Göttingában találkoztak 1928-ban. Már ott kitűnt Dirac stílusa. Előadása után a feltett kérdésekre egy-két rövid tőmondatban válaszolt, nem kalandozott el a kérdés által impliciten jelzett területekre. A közös vacsorákon lassan oldódott a két egyidős (1902 őszén született), sokban hasonló stílusú, lényegre koncentráló, másoknál mélyebbre tekintő és ehhez a legalkalmasabb (nem mindig szemléletes) matematikát használó kutató. Dirac 1931 és 1933 közt gyakori vendég volt Princetonban, ott mélyült el barátsága Wignerrel. Ekkor már Dirac oldottabban mesélt gyermekkoráról is: Bristolban született, édesapja – aki francianyelv-tanár volt – szigorúan bánt vele, de az iskolát élvezte. Mint Neumannt és Wignert, őt is a fizika érdekelte, de apja utasítása szerint gépészmérnöknek iratkozott be az egyetemre. Ekkor alakult ki az a nézete, hogy a fizikai törvények ugyan csak közelítőleg írják le a természetet, de a különböző törvények és közelítések kiválasztása nem triviális, hanem érdekes. Wigner konstatálta, hogy Diracnak nincsenek érzelmei, legalábbis jól titkolja azokat. Egy csendes vacsora után mondta Wignernek: „Mindig sokkal többen akarnak beszélni, mint hallgatni” (odafigyelni). – Hát ebben Wigner a lelke mélyén igazat adott neki. Dirac azonban akkor is csendes maradt, amikor más hallgatott.
Ortvay Rudolf, a budapesti Tudományegyetemen az elméleti fizika professzora, az 1920-as években szemináriumsorozatot indított el. A csütörtök délutánonként sorra kerülő Ortvay-kollokviumok fő célja az volt, hogy kilépve az Eötvös Loránd által is kedvelt klasszikus fizika köréből, bemutassák a modern fizikát, elsősorban annak megalkotói és továbbfejlesztői. Ezeken az Ortvay-kollokviumokon előadott Werner Heisenberg, Neumann János, Teller Ede és Wigner Jenő is. Az 1930-as években Ortvay meghívta Paul Diracot. Ő elfogadta Ortvay meghívását, a budapesti látogatásra elkísérte Wigner Jenő. Ez sokban segített, hogy kapcsolat alakuljon ki a hallgatag Dirac és a magyar fizikusok között. Megismerték Dirac magányt kedvelő, társadalmi eseményektől visszahúzódó természetét, ezért nagy meglepetést okozott, hogy a következő évben maga írt Ortvaynak: „Nem érdekelné-e Önöket egy újabb pesti előadásom?” Dirac eljött. A látogatás megint egybeesett Wigner budapesti látogatásával. A régi princetoni barátság alapján Balatonföldvárra is meghívták Diracot, ahol Wigner az idő tájt két húgával nyaralt. Később derült ki, hogy miért volt fontos ez a találkozás. Diracnak korábban nem voltak szerelmi tapasztalatai, de Wigner Manciba beleszeretett. Wigner Jenő örömmel szemlélte a közös szerelmet: Dirac teljes ember és Manci boldog leány lett. Pár nap múlva Wigner is, Dirac is elutazott, de Dirac nemsokára visszajött, és szüleitől megkérte Manci kezét. Az esküvő 1937. január 2-án volt. Mint Wigner megjegyezte: Manci ezután sem kedvelte meg a fizikát, de Dirac megőrizte szeretetét mind a fizika, mind Manci iránt. Két leánygyermekük született.
Diracot szófukar volta és matematikájának elvont mélysége nem tette népszerűvé. Németországban – ahol a kvantummechanika kibontakozott – azt is felemlegették, hogy még németül sem tud rendesen beszélni. Annál szebb, hogy Wigner Jenő és Ortvay Rudolf felismerték igazi nagyságát. Miként Wigner mondta:
„Paul Dirac messzebb látott a kvantummechanikában, mint bárki más. Munkája szépséges szerves szisztéma. Munkájának csúcsa talán a kvantumelektrodinamika, amely először kapcsolta össze a sugárzási folyamatot az atomi mechanikával.”
Dirac Cambridge egyetemének volt a professzora. Ott nagy tisztelet övezte, de volt az egyetemnek egy szabálya: 68 éves korában minden professzornak nyugalomba kellett vonulnia. Ezt tudván, elfogadta a Floridai Egyetem meghívását, hogy ott dolgozzon-tanítson tovább. Így 1971-ben Floridába költöztek, Dirac élvezte a sok napsütést és egy kicsit az amerikai életformát is. A közelben lévő tavas-nádas vidék gyönyörű táj volt, ahol Tarzan-filmeket is forgattak. A házaspár itt szokott kajakozni. Mikor meglátogattam őket, engem is meghívtak egy kajaktúrára. A Dunán megszoktam a kajakot, elfogadtam a meghívást. Mikor fáradni kezdtünk, Paul javaslatára kikötöttünk, hogy ússzunk egyet. Fürdés után tovább eveztünk, és egy-két kilométer után (krokodilokkal rokon) kajmánokat pillantottam meg a folyóparton. Jó, hogy nem tudtam róluk egy félórával előbb.
A Magyar Tudományos Akadémia Diracot tiszteletbeli tagjává választotta. Az Európai Fizikai Társaság Budapesten tartott részecskefizikai konferenciáján az ő személyes részvételével hatalmas gyertyás tortával ünnepeltük a Dirac-egyenlet 50. születésnapját (1977). Dirac magyarországi látogatásának emlékét őrzi a balatonfüredi tóparti sétányon általa ültetett emlékfa. Utolsó tanulmányában (1984) Dirac ezt üzente a 21. századnak:
„A ma használt kvantumtérelméletben az egyenletek megoldásakor végtelen mennyiségek lépnek fel. Ezeket egybeolvasztva-átjelölve »küszöböli ki« a renormálás. Az ilyen elmélet az én szememben nem alapul pontos matematikán, az inkább eljárási szabályok gyűjteménye. Sokan elégedettek ezzel a helyzettel, hiszen a tapasztalattal egyező eredményeket ad numerikusan. De ez még sincs jól. A fizikát szabatos matematikára kell alapozni. Le kell vonnunk a következtetést, hogy a jelenlegi kvantumtérelmélet kiinduló elképzelése nem végleges. Azt új matematikai alapokra kell helyeznünk.”
Dirac 1984. október 20-án halt meg. Londonban, a westminsteri székesegyházban van eltemetve, ahol angol királyok, Newton és Darwin is nyugszanak. Diracné Wigner Manci most is Floridában él.
Arcanum Newspapers
See what the newspapers have said about this subject in the last 250 years!
Show me
