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양자전기역학을 특수 상대성 이론과 완전히 부합되게 바꾼 공로로 1965년 미국의 물리학자 리처드 P. 파인먼, 줄리안 S. 슈윙거와 함께 노벨 물리학상을 받았다.

1929년 교토대학 이학부를 졸업했으며 1932년 이화학연구소의 니시나 요시오[仁科芳雄] 연구실에 들어가 니시나를 도우면서 후배들을 지도했다.

1937~39년 독일 라이프치히대학에서 베르너 하이젠베르크 교수 밑에서 원자핵이론을 연구했다. 1956~62년 도쿄교육대학의 총장을 맡았으며 1963~69년 일본학술회의 회장으로서 기초과학 육성에 기여했다. 일생 동안 핵무기 확산에 반대하는 운동을 했고 핵에너지를 평화적으로 사용할 것을 주장했다.

유명한 저서로는 〈양자역학 量子力學〉(1962)과 노벨상 수상 강연집인 〈양자전기역학의 발전：사적 회고〉(1966) 등이 있다.