Поль Дирак примирил теорию относительности с квантовой механикой, попутно сделав великое открытие.
В первой четверти 20 века быть физиком было непросто. Казалось, что каждый день кто-то может прийти с новой теорией, которая полностью перевернет представление о Вселенной. В 1905 году Эйнштейн опубликовал свою специальную теорию относительности, которая в корне изменила представление физиков о пространстве и времени. Десять лет спустя Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности, которая была еще более революционной.
Примерно в то же время другая группа физиков начинает изучать элементарные частицы — электроны, а также странные вещи, которые могут происходить со светом. Они начали разрабатывать теорию, названную квантовой механикой, в которой содержится мысль о том, что на самом малом уровне параметры координат, импульса, энергии и других величин точно не известны.
Многие физики пытались объединить эти две теории. В 1928 году одному ученому это, наконец, удалось, и в процессе ему же удалось предсказать существование антивещества. В попытках физиков объединить теорию относительности и квантовую механику была небольшая проблема. Одна из ключевых идей теории относительности заключается в том, что время и пространство относительны, и все зависит от того, где вы находитесь и как быстро вы двигаетесь. Но эта идея абсолютно никак не отражена в квантовой механике.
Британский физик французского происхождения Поль Дирак решил исправить эту проблему путем объединения знаменитого уравнения Эйнштейна E=mc² с уравнением Шредингера из квантовой механики. То, что он получил вначале, может быть описано только как уродливый беспорядок. Но Дирак увидел способ, чтобы это исправить. Вот только его решение было немного странным. Для того, чтобы уравнение обрело смысл, он добавил в него дополнительный вид электрона с отрицательной энергией. Никто не знал, что это может значить, но конечный результат был прост и элегантен. Просто Дирак знал, что это правда.
Спустя несколько лет при наблюдении космических лучей в верхних слоях атмосферы были обнаружены первые частицы антивещества, подтверждавшие гипотезу Дирака. Он показал, что теория относительности Эйнштейна и квантовая механика действительно могут быть объединены, создав совершенно новый раздел физики — квантовую теорию поля.