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1933年，因為「發現了在原子理論裡很有用的新形式」即量子力學的基本方程式——狄拉克方程式，狄拉克和薛丁格共同獲得了諾貝爾物理學獎，是當時史上最年輕獲獎的理論物理學家。是量子力學的奠基人之一。
狄拉克一生鍾愛數學。他在構建電子波動方程時在本質上使用的是純數學方法。1956年，狄拉克在訪問莫斯科大學時題詞：「物理學定律必須具有數學美」。
狄拉克預言的正電子。後來很快又發現了γ射線產生電子對，正、負電子碰撞"湮滅"成光子等現象，全面印證了狄拉克預言的正確性。狄拉克的工作，開創了反粒子和反物質的理論和實驗研究。
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