CÁC THÀNH TỐ CỦA SỰ THÀNH CÔNG
Paul Dirac sinh ngày 8 tháng 8 năm 1902 ở thành phố Bristol nước Anh. Cha ông, Charles Adrien Ladislos Dirac, di cư từ Thụy Sĩ, lấy vợ người Anh Florence Hanne Holten và làm thầy giáo tiếng Pháp. Các người con Reginald, Paul và Beatrice, cũng như vị chủ nhân gia đình, chỉ được nhận quốc tịch Anh vào năm 1919. Gia đình người nhập cư này sống khá khép kín. Trong xã hội Anh người ta rất cẩn trọng khi giao tiếp với người lạ. Ít nói, rụt rè, quen suy nghĩ và thích tản bộ một mình thật lâu… đó là những nét đặc trưng suốt cuộc đời của Paul Dirac.
Ngay từ những năm học phổ thông Paul Dirac đã một mình đi tới ý tưởng về mối quan hệ giữa không gian và thời gian. Ông hồi tưởng: ''Suy tư về điều đó, tôi hiểu rằng thời gian rất giống với mọi phép đo khác và khi đó tôi chợt nhận ra rằng giữa không gian và thời gian có thể có sự liên hệ nào đó và rằng các ông ấy cần được xem xét trong dạng chung có 4 chiều''. Vậy nên chàng trai ngay lập tức tiếp nhận lý thuyết tương đối của không – thời gian Einstein – Minkowski.
Năm 1918 Dirac trở thành sinh viên Đại học tổng họp Bristol. Dirac làm quen với lý thuyết tương đối qua bài giảng của giáo sư triết học Broad, người có lần đã viết lên bảng đen công thức của bình phương khoảng cách của hai sự kiện cách nhau trong không thời gian:
Ds2 = dx2 + dy2 + dz2 - c2 dt2
Chàng trai Dirac lập tức hiểu ra sức mạnh của biểu thức giản dị ấy. Và thế là đủ để một sinh viên có thể ''tự mình rút ra những phương trình cơ bản của thuyết tương đối hẹp''. Toàn bộ lý thuyết tương đối hẹp của Einstein là hệ quả của tính bất biến của khoảng cách quy đổi nói trên. Đề tài tính tương đối sẽ còn đóng vai trò đặc biệt trong sáng tạo của Dirac: nó gắn với các kết quả khoa học tự lực đầu tiên cũng như với khám phá chủ yếu của đời ông. Các nhà vật lý thời ấy bị thu hút vào bài toán sau đây: tìm sự tổng quát hoá tương đối tính cho mọi định luật vật lý ''Giải quyết các bài toán đó - Dirac hồi tưởng - thường thì không phức tạp lắm và có vẻ như một trò chơi thú vị. Khi đó tôi còn là một sinh viên trẻ, lập tức tôi cũng lao vào trò chơi thú vị. Khi đó tôi còn là một sinh viên trẻ, lập tứ tôi cũng lao vào trò chơi đó chơi đó. Thời ấy thật là dễ dàng làm một công trình kha khá và đăng báo. Để làm điều đó có thể chọn một hiện tượng vật lý bất kì nào, được lý giải thoả đáng trong khuôn khổ khái niệm cũ về không gian và thời gian, và chỉ cần chép lại nó ''từng chữ'' bằng thuật ngữ của đối xứng 4 chiều mới mà thôi''.
“Hình học xạ ảnh gây ra cho tôi ấn tượng mạnh mẽ vì vẻ duyên dáng toán học của nó. Các định lý của hình học Euclid mà chúng ta phải giành giật bấy lâu sẽ trở nên cực kì giản dị khi ta lợi dụng được cách lĩnh hội kiểu hình học xạ ảnh… Trong công trình của mình tôi thường dựa vào kiểu lĩnh hội của hình học xạ ảnh nhưng tôi không viết gì về nó...vì tôi hiểu rằng phần đông các nhà vật lý không biết về nó bao nhiêu. Thu được kết quả nào đó tôi phải chuyển nó sang ngôn ngữ giải tích và biến các luận cứ của mình thành các phương trình. Cách chứng minh như vậy khiến cho mọi nhà vật lý đều hiểu được...'' P.A.M.Dirac | |
Nhận học vị cử nhân Đại học tổng hợp Bristol năm 192l, Paul cố xin học tiếp ở Đại học tổng hợp Cambridge, nhưng người ta từ chối cấp học bổng cho anh - một dân nhập cư chưa đủ lâu. Trở lại Bristol anh được phép nghe giảng không chính thức, miễn học phí tại khoa toán. Và đúng như người ta nói ''trong cái rủi có cái may'', tại đây Dirac được làm quen với hình học xạ ảnh, thành tố thứ hai trong những thành công sau này của ông.
Năm 1923 Dirac, thực hiện được mơ ước của mình: trở thành nghiên cứu sinh của Đại học Cambridge. Khi chọn người hướng dẫn khoa học, lại thêm một cơ hội may mắn xen vào số phận của ông. Dirac ghi tên làm việc về lý thuyết tương đối và định gặp giáo sư Cunningham, nhưng ông này từ chối nhận thêm nghiên cứu sinh. Người ta cử Ralph Howard Fowler (l889- 1944) làm người hướng dẫn Paul. Ông lôi cuốn Dirac vào đề tài mới mẻ của thời bấy giờ và làm quen với các công trình của Ernest Rutherford, Niels Bohr và Arnold Sommerfeld về cấu trúc nguyên tử. Cambridge khi đó đang là trung tâm quốc tế về lý thuyết nguyên tử.
Trước kia, đối với Dirac, các nguyên tử chỉ là những đối tượng gì đó hoàn toàn giả thuyết, còn về các ý tưởng lượng tử của Planck và Einstein anh không có mảy may khái niệm gì. Chỉ hai năm sau, trên tạp chí uy tín nhất thời đó - “Các công trình Hội hoàng gia'' - đã xuất hiện bài báo 12 trang đầu tiên của Dirac ''Các phương trình cơ sở của cơ học lượng tử'', và ba năm sau nữa là bài báo ''Lý thuyết lượng tử của điện tử'', các công trình mà 5 năm sau (1933). được tặng giải thưởng cao nhất - giải Nobel về vật lý.
Năm 31 tuổi Dirac trở thành một lãnh tụ được công nhận của khoa học lượng tử. Ông thành một trong những người sáng lập cơ học lượng tử, người lập nên cơ sở của điện động lực học lượng tử và điện tử học lượng tử người tiên đoán sự tồn tại của phản vật chất. Người ta bầu ông làm thành viên (viện sĩ) Hội hoàng gia London và người đứng đầu bộ môn Lucas lừng danh nhất ở Cambridge, chức vụ trước kia Newton từng giữ.
