狄拉克方程：量子力学与狭义相对论的第一次融合(14)_在现代物理学里

狄拉克方程不仅能够计算氢原子光谱的精细结构，还可以自动产生电子的自旋量子数，并且狄拉克方程为了解释负能态，还提出了狄拉克之海。

因为狄拉克方程可解出自由电子的负能态，按能量最低原理，物质世界的电子都应跃迁到负能级上，由于电子是费米子，满足泡利不相容原理，每一个状态最多只能容纳一个电子，物理上的真空状态实际上是所有负能态都已填满电子，同时正能态中没有电子的状态。因为这时任何一个电子都不可能找到能量更低的还没有填入电子的能量状态，也就不可能跳到更低的能量状态而释放出能量，也就是说不能输出任何信号，这正是真空所具有的物理性质。物质世界就像是浸没在负能级电子的海洋中，这就是狄拉克之海。

按照这个理论，如果把一个电子从某一个负能状态激发到一个正能状态上去，需要从外界输入至少两倍于电子静止能量的能量。这表现为可以看到一个正能状态的电子和一个负能状态的空穴。这个正能状态的电子带电荷-e ，所具有的能量相当于或大于一个电子的静止能量。按照电荷守恒定律和能量守恒定律的要求，这个负能状态的空穴应该表现为一个带电荷为+e的粒子，这个粒子所具有的能量应当相当于或大于一个电子的静止能量。这个粒子的运动行为是一个带正电荷的“电子” ，即正电子。狄拉克方程预言了正电子的存在。狄拉克之海也是对正电子存在的描述。