保罗·狄拉克电动力学到了1927年，由于许多开创性的工作，狄拉克已成了科学界中知名的人物

证据就是他受到邀请参加了第五届索尔维会议（电子与光子）

同年，狄拉克被选为圣约翰学院院士，并在1929年被任命为数学物理的高级讲师

此时，狄拉克正着手电子的相对论性量子理论

当时虽然已经有了克莱因-戈尔登方程，但狄拉克认为问题并未被解决

这个方程可能给出负值的概率，量子力学对概率的诠释无法解释这个问题

1928年，狄拉克提出了描述电子的相对论性方程——狄拉克方程，并独立于沃尔夫冈·泡利的工作发现了描述自旋的2x2矩阵

亚伯拉罕·派斯曾引述狄拉克如此说道：“我相信我独立得到了它（自旋矩阵），泡利也许也是独立于我得到这个结果

”然而狄拉克方程与克莱因-戈登方程有相同的问题，存在无法解释的负能量解

这促使狄拉克预测电子的反粒子——正电子的存在

他诠释正电子来自于填满电子的狄拉克之海

正电子于1932年由卡尔·安德森在宇宙射线中观察到而证实

狄拉克方程同时能够解释自旋是作为一种相对论性的现象

由于恩里科·费米在1934年的β衰变理论牵涉到粒子的毁灭与创造，使狄拉克方程诠释作任意自旋ħ/2之点粒子的场方程，其中场量子化的过程包含了反交换律

因此在1934年，海森堡将狄拉克方程重新诠释作所有基本粒子（夸克与轻子）的场方程——狄拉克场方程

在理论物理中，这个场方程处于与麦克斯韦方程、杨-米尔斯规范理论、爱因斯坦场方程同等核心的地位

狄拉克被视作量子电动力学的奠基者，也是第一个使用量子电动力学这个名词的人

在20世纪30年代早期，他也提出了真空极化的概念

对于下一个世代的理论学者施温格、费曼、朝永振一郎、戴森等人而言，这个工作是量子电动力学发展的关键

1930年，狄拉克出版了他的量子力学著作著作《量子力学原理》，这是物理史上重要的里程碑，至今仍是量子力学的经典教材

在这本书中，狄拉克将海森堡在矩阵力学以及薛定谔在波动力学的工作整合成一个数学体系，当中连结了可观测量与希尔伯特空间中作用子的关系

书中也介绍了量子力学中广泛应用的狄拉克δ函数

延续狄拉克在1939年的文章，1939年他在此书第三版中加入了他的数学符号系统——狄拉克符号

直到今天，狄拉克符号仍然是最广泛使用的一套量子力学符号系统

1932年，狄拉克接替约瑟夫·拉莫尔担任剑桥大学卢卡斯数学教授

1933年，狄拉克与薛定谔共同获得诺贝尔物理奖

他却对卢瑟福说：“他不想出名，他想拒绝这个荣誉

”卢瑟福对他说：“如果你这样做，你会更出名，人家更要来麻烦你

”1933年12月12日，狄拉克在斯德哥尔摩发表了诺贝尔奖得奖演说，题目为“电子与正电子的理论”

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