2.11　1928年，狄拉克提出了相對論性的波動方程

1928年狄拉克創造性地把狹義相對論引進量子力學，給出了描述電子運動的相對論方程，人們稱之為“狄拉克方程”。后來這個方程成為了相對論性量子力學的基礎。量子力學與相對論的這一巧妙結合，得到一些意想不到的重要結果。首先，在狄拉克方程中推出了電子的自旋（傳統認為電子只是圍繞原子核轉），并論證了電子磁矩的存在；其次，通過求解狄拉克方程，可以預言“粒子必有其反粒子”。1932年美國物理學家安德遜在用云室觀測宇宙射線時發現了正電子（帶正電荷的電子是帶負電荷電子的反粒子），與狄拉克的預言完全相符。

圖2.16　狄拉克

狄拉克方程的提出和成功是物理學和數學高度結合的杰作。為什么一個實數開根號的時候總有一個正根，又有一個負根呢？例如4的開根號等于幾？很簡單是2和－2。由此將狄拉克預言推廣一下，有個電子就有反電子，有個質子就有反質子，有個中子就有反中子，等等。這是一個神奇的發現！