1933年，薛定谔和狄拉克因为“创立有效的、新形式的原子理论”获得该年度诺贝尔奖。海森伯在1933年也获得1932诺贝尔物理学奖，结果三个人同时到达斯德哥尔摩火车站，留下了珍贵的照片。那时狄拉克还没有结婚，由他妈妈陪同到斯德哥尔摩领奖。本来诺贝尔奖委员会允许他邀请他的父母参加，但他不希望他的父亲和他一起去。他没有忘记他童年所受的伤，尽可能不和父亲联系。
1933年，薛定谔（右1）、海森伯（右2）和狄拉克（右3）在斯德哥尔摩火车站。从左到右：海森伯母亲，薛定谔夫人，狄拉克母亲。
瑞典皇家科学院普雷叶教授在颁奖词中说：1
狄拉克从最普通的条件出发，建立了波动力学，从一开始就提出满足相对论要求的条件。从问题的这一普遍阐述看，以前由于考虑到实验事实而作为假设被引入理论的电子自旋，现在成为狄拉克普遍理论的一个结果。
接着普雷叶教授谈到狄拉克方程预言正电子的存在和其重大意义。
薛定谔在诺贝尔演讲中做了《波动力学的基本思想》的报告；这样，狄拉克在演讲中就没有多谈一般的波动力学思想，而是侧重谈到由于狄拉克方程引起的反物质粒子（正电子和负质子）这一惊人发现。他的题目是《电子和正电子理论》。狄拉克在演讲结束时做了两个预言：
我认为可能存在负质子，因为迄今的理论已确认正、负电荷之间有完全的对称性。如果这种对称性在自然界中是根本的，那就应该存在任何一种粒子的电荷反转，当然，在实验上产生负质子更加困难，因为需要有更大的能量与较大的质量相对应。
如果我们承认正、负电荷之间的完全对称性是宇宙的根本规律，那么，地球（很可能是整个太阳系）上负电子和正质子在数量上占优势应当被看作是一种偶然现象。对于某些星球来说，情况可能完全是另一个样子，这些星球可能主要是由正电子和负质子构成的。事实上，有可能是每种星球各占一半，这两种星球的光谱完全相同，以至于目前的天文学方法无法区分它们。
第一个预言是存在一种反质子（除了电荷为—e以外，其他性质均与质子相同），他还指出“在实验上产生负质子更加困难，因为需要更大的能量与较大的质量相对应”。这一预言被证实了：很难找到的反质子（以及反中子），在预言后的22年（1955年）被意大利裔美国物理学家塞格雷和他的助手们找到。后来物理学家们认识到，所有粒子都有反粒子。
狄拉克的第二个预言是说宇宙里正反物质是对称的。从宇宙的尺度来看，应当有一半的物质，一半的反物质（反物质由反粒子组成），二者在数量上是相等的。但这一预言恐怕有问题，从目前各种迹象来看，粒子的含量远远大于反粒子含量，二者是不对称的。
为什么从自然界的基本规律来看，具有非常对称性质的正反粒子，在自然界的存在却如此不对称？这是现代宇宙学里一个基本问题。英国科学家弗雷泽（G. Fraser）在他于2000年写的《反物质：世界的终极镜像》（Antimatter, The Ultimate Matter）一书中猜测说：“宇宙的反物质可能已被禁闭在黑洞里了。”
这个问题太深奥，这儿不能再深入下去。
领完奖回英国的途中，玻尔邀请狄拉克、海森伯和他们的母亲到他的新宅卡尔斯堡宅邸住了几天。
狄拉克成了诺贝尔奖获得者以后，他本从此有权提名其他科学家成为诺贝尔奖候选者，几乎所有获奖者都充分利用过这个权利，但据《狄拉克科学传记》作者克劳（Helge Kragh）说：“就我所知，狄拉克从未提名任何人。”
11 颁奖词和下面狄拉克演讲的文字，引自《诺贝尔奖讲演全集》物理学卷I，福建人民出版社，2003，741页，777—778页。
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