狄拉克方程：量子相对论与反物质的预测

到1920年代后期，爱因斯坦和普朗克已经证明光既是粒子也是波。德布罗意也从理论上证明所有物质都具有这种双重波粒性质。玻尔、海森堡、玻恩、泡利和其他人拼凑出对亚原子粒子怪异性质的数学描述。然后，在1926年，薛定谔写下了他著名的方程——薛定谔方程。它描述了这些表示波函数的物质波如何随时间变化，并使物理学家能够预测量子系统的演化。

然而，薛定谔方程也有问题。首先最明显的是，薛定谔方程与爱因斯坦的相对论完全不相容。在相对论中，空间和时间的维度本质上是相互联系的，它们随着参考系的变化而相互变动，但是薛定谔方程还是处于空间和时间相互独立的状态。相对论告诉我们，时间的流逝取决于速度，所以薛定谔方程只适用于缓慢移动的物体，但亚原子粒子通常以接近光速的速度移动。

英国物理学家保罗·狄拉克也考虑了这些问题，他想要一个适用于电子的薛定谔方程的完全相对论版本。他写下了爱因斯坦著名的方程：E=Mc，但其完整形式包括动量。然后，他使用量子力学表达式来表示能量和动量的关系。但最后的结果是一团糟。