P
aul Dirac sinh ngày 8 tháng 8 năm 1902. Cha của Paul Dirac là Charles Adrien Ladislas Dirac nhập cư từ Thụy Sĩ vào Anh quốc, cho đến năm 1902 ông cùng vợ Florence và 3 người con (lúc đó Paul có 1 anh trai và 1 em gái) sống ở Bristol trong căn nhà riêng.
Năm 1919 gia đình của Dirac trở thành công dân của Anh quốc. Cha của Paul Dirac kiếm tiền bằng việc dạy tiếng Pháp. Học sinh không thích ông bởi vì ông quá nghiêm khắc và yêu cầu cao mặc dù họ không thể phủ nhận tính hiệu quả của các phương pháp giảng dạy của ông. Gia đình ông sống rất khép kín. Sau này Paul Dirac nhớ lại “Không ai đến nhà chúng tôi cả, ngoại trừ có thể là một vài học sinh của cha tôi. Chúng tôi chưa bao giờ có khách”.
Ông bố yêu cầu trong nhà mọi người phải nói tiếng mẹ đẻ của ông là tiếng Pháp trái hẳn với ý muốn của vợ và các con, và điều đó chính là một trong các nguyên nhân dẫn đến việc khó khăn trong giao tiếp. Từ đó có thể dẫn đến sự im lặng và cô độc của Paul Dirac. Thậm chí bữa ăn cũng không thể nối kết gia đình lại với nhau. Paul thường ăn trưa cùng cha, còn anh trai và em gái thì thường ăn cùng mẹ trong nhà bếp.
Paul được gia đình gửi đi học tại trường mà cha ông dạy. Đây là một trường học theo kiểu cũ, đã lỗi thời nhưng khá nổi tiếng về học thuật. Dirac nhớ lại: “… đó là một ngôi trường trung học tuyệt vời về khoa học tự nhiên và ngoại ngữ hiện đại. Trong trường không có tiếng Latinh, không có tiếng Hy Lạp, điều mà tôi rất thích vì lẽ rằng tôi hoàn toàn không tiếp thu được văn hóa cổ đại. Tôi đã rất vui vì được học ở trường đó. Tôi là học sinh ở đó trong khoảng thời gian từ năm 1914 đến năm 1918 khi chiến tranh thế giới lần thứ nhất diễn ra. Nhiều người đã tạm biệt trường học để phục vụ cho tổ quốc. Kết quả là các lớp học khóa trên đều vắng hoe. Để lấp đầy chỗ trống, người ta bắt đầu “đẩy” các học sinh khóa sau lên mức độ mà ở đó họ có thể làm được các công việc phức tạp hơn. Đối với tôi điều đó rất có lợi: Tôi đã nhanh chóng kết thúc các lớp dưới và khi tuổi đời còn rất trẻ tôi đã được làm quen với kiến thức cơ bản của toán học, vật lý học, hóa học ở mức độ cao hơn. Tôi học toán theo các quyển sách mà trong đó chứa đựng các kiến thức Toán học nhiều hơn so với trên lớp”. Ông lại tiếp tục dòng hồi tưởng của mình khi còn ở trường trung học “…người ta coi trọng sự tận tâm của tôi dành cho khoa học” dù rằng trong các cuộc đấu thể thao “tôi không bao giờ may mắn”.
Năm 1918, khi Paul Dirac 16 tuổi ông đã trở thành sinh viên của khoa kỹ thuật điện của trường Đại học Bristol, ngôi trường đại học này cũng được đặt trong tòa nhà nơi có ngôi trường trung học trước đó và sau 3 năm ông đã tốt nghiệp xuất sắc. Những năm học trong trường đại học là thời gian rất quan trọng trong việc hình thành một nhà khoa học trẻ tuổi; chính ở nơi này ông đã làm quen với lý thuyết tương đối tính và nó đã đóng vai trò rất lớn trong các công trình của ông sau này. Ông đã tiếp thu được nhiều điều từ thầy giáo của mình là Peter Frezer, người đã biết cách mang đến cho các sinh viên của mình sự hiểu biết về tính hoàn chỉnh, chặt chẽ của logic và vẻ đẹp toán học nói chung và hình học nói riêng. Mặc dù Dirac học rất tốt nhưng giống như kỹ sư khác ông không được ai nhận. Cố gắng nhận được học bổng ở trường Đại học Cambridge cũng không thành công. Chỉ hai năm sau những cố gắng ông mới được đền đáp bằng một suất học bổng và ông có thể trở thành nghiên cứu sinh. Ông đến Cambridge vào năm 1923.
Hai năm sau, những công trình nghiên cứu của ông đã làm cho ông trở thành một tác gia kinh điển và nhanh chóng giúp ông đạt giải Nobel vào năm 1933. Tất nhiên chính môi trường khoa học của trường Đại học Cambridge đã góp phần làm nên điều đó. Trong thời gian đó Cambridge chính là một trong các trung tâm có danh tiếng về vật lý lý thuyết, nơi mà các nhà vật lý toàn châu Âu thường đến để thuyết giảng về các công trình khoa học của mình. Đóng một vai trò đáng kể ở Cambridge là “Club Capixa”. Nhà vật lý người anh Bernal (1901 - 1971) đã viết về “Club Capixa” như sau: “Đó chính là một nơi tập hợp tất cả các câu hỏi quan trọng của vật lý; những nhà khoa học với kiến thức rộng rãi của mình đứng lên tranh luận giống như ở tòa án và phải chịu những câu hỏi hóc búa…”.
Năm 1924, Dirac trở thành thành viên của Club Capixa. Ở đó ông đã làm quen với Heisenberg, một trong những người sáng lập nên Cơ học lượng tử ma trận. Khi đó Dirac 23 tuổi, Heisenberg lớn hơn 1 tuổi. Các cuộc gặp gỡ đã trở nên quan trọng đối với cả hai. Trong hai năm tiếp theo Dirac phát triển công cụ toán học của cơ học lượng tử - lý thuyết biểu diễn - cho phép hiểu sự tương đương giữa các phương pháp mô tả khác nhau trong lý thuyết lượng tử. Không lâu sau đó ông giới thiệu phương pháp lượng tử thứ cấp mở ra con đường đi tới sự mô tả lượng tử của trường điện từ. Một trong các hệ quả của điện động lực học lượng tử được xây dựng theo phương pháp đó chính là các kết luận liên quan đến sự phát xạ cưỡng bức và chính chúng đã trở thành điều cơ bản trong điện tử học lượng tử ngày nay. Thành quả lớn nhất của ông trong thời gian này là phương trình Dirac.
Có thể nói, cuộc đời của Dirac là một sự cố gắng, nỗ lực sáng tạo không ngừng. Năm 1930 cuốn sách “Cơ sở của cơ học lượng tử” của ông được xuất bản. Mức độ chặt chẽ và sự mới mẻ của phương pháp toán học không phải ai cũng hiểu được dù đó là một nhà lý thuyết có tên tuổi; Heisenberg thậm chí còn cho rằng một vài luận điểm còn “quá tượng trưng so với những gì cần thiết”.
Tuy nhiên cảm nhận về sự hoàn thiện, vẻ đẹp mang tính toán học của các lý thuyết ở một mức độ cao cấp là bản tính của Dirac. Vào năm 1955 khi Dirac đến Matxcơva giáo sư D. Ivanenko hỏi ông đã viết cái gì bằng phấn lên tường trong phòng làm việc thuộc bộ môn vật lý lý thuyết. Dòng chữ này, hiện nay được lưu giữ cẩn thận dưới một tấm kính, có nội dung như sau: “Physical laws should have mathematical beauty” tạm dịch là “Các định luật vật lý cần phải mang vẻ đẹp của toán học”. Điều này có thể gọi là phương châm làm việc của Dirac. Ông tin tưởng hầu như một cách nghiêm túc rằng nếu lý thuyết “đẹp” thì tự nhiên không thể sử dụng nó.
Về tính cách của ông, nhiều người đã cho đó là sự lập dị. Có rất nhiều giai thoại về sự lập dị này, chẳng hạn về chuyến đi của Dirac tới Nga. Chuyện kể rằng, trong một hội thảo quốc tế, mọi người đã chờ đợi ông với tâm trạng hồi hộp, lo lắng và sốt ruột. Có nhiều câu hỏi dành cho tác giả chỉ ngay sau khi cuốn sách “Cơ sở của cơ học lượng tử” xuất bản. Cuộc gặp gỡ đã diễn ra trọng thể và Dirac ngồi ở chiếc ghế chủ tọa... Nhưng sau buổi hội thảo, nhiều người đã tỏ ra thất vọng vì Dirac trả lời tất cả mọi câu hỏi hoặc là “Đó là điều viết trong cuốn sách của tôi” hoặc là “Tôi không biết điều đó”. Ia. A. Cmorodinskyi còn kể một tình tiết: “Mekhra nói rằng anh ấy cần phải đi ăn sáng với Dirac ở Colledge St. John. Mekhra bắt đầu cuộc nói chuyện với lưu ý rằng hôm nay sẽ có gió. Dirac im lặng đứng dậy khỏi bàn và đi tới cửa ra vào. Mekhra sợ hãi và cố hiểu xem anh ta đã làm mếch lòng gì nhà khoa học bậc thầy. Nhưng Dirac đi đến cửa chính, đóng nó lại sau đó trở lại bàn ăn, ngồi xuống và nói rằng: “Vâng, đúng vậy”.
Nhiều hành động của Dirac làm ngay cả những người bạn thân của ông cũng phải luống cuống và bối rối. Một trong số họ là I. E. Tamm. Nhà vật lý lý thuyết nổi tiếng người Nga nhớ lại một tình tiết thú vị. Trong một chuyến đi đến Matxcơva, Dirac dừng chân nghỉ ở ngôi nhà của Tamm; Dirac cần phải chuẩn bị báo cáo khoa học. Để không ai có thể ảnh hưởng đến Dirac bà chủ nhà quyết định cần phải để ông lại một mình. Lập tức Dirac chạy đến và nói: “Hãy dọn luôn nó, không thì nó sẽ làm tôi xao nhãng!” và “nó” ở đây là một con gấu bông.
Theo nhiều người kể lại, Paul Dirac rất ít nói và chỉ cất lời khi thấy thực sự cần thiết. Sau này, khi Dirac đã cao tuổi, một số người liên lạc với ông qua điện thoại để hỏi về những kết quả nghiên cứu thành công mà ông đã thực hiện, họ chỉ nhận được câu trả lời ngắn gọn “Xin lỗi, tôi nghĩ rằng mỗi người phải tự làm việc nghiên cứu của chính mình” trước khi cúp máy.
Khi còn trẻ Dirac có sở thích trèo cây và nhiều khi ông làm điều kì dị này ngay khi mặc trang phục Tây Âu. Khi là giáo sư trường đại học, đôi khi Dirac xuất hiện trong mắt người xung quanh như một ông già mang rìu để chặt các bụi cây hoang trong khuôn viên trường.
Từ năm 1932 đến năm 1967, Dirac là giáo sư Đại học Cambridge. Vào năm 1969 theo luật định ông về hưu và chuyển đến Florida, ở đây ông làm việc trong trung tâm vật lý lý thuyết và trong đại học liên bang. Ông tiếp tục những công việc đã bắt đầu trước đó trong đó có việc phát triển tiên đề về từ tích, về sự phụ thuộc vào thời gian của hằng số trọng lực, cố gắng tìm lời giải cho vấn đề phân kỳ (có nghĩa là các giá trị vô cùng mà lý thuyết trường lượng tử đã đưa ra cho một loạt các giá trị vật lý), đưa vào khái niệm metric vô hạn (của các trạng thái với xác suất dương hoặc âm), xây dựng lý thuyết chung cho các trường cổ điển, đề ra lý thuyết “miuon” (heavy electron) như là trạng thái dao động cưỡng bức của electron, ngoài ra ông còn viết rất nhiều vấn đề nữa.
Hầu như cho đến những ngày cuối đời ông vẫn quen với việc đi dạo một mình và rất lâu. Di hài của ông yên nghỉ rất xa nước Anh, ở trong nghĩa địa ở Tallahasi.