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法国物理学家德布罗意

摘要: 法国物理学家德布罗意 路易·维克多·德布罗意,第七代布罗意公爵(LouisVictordeBroglie,prince,puisducdeBroglie,1892年8月15日-1987年3月19日),简称路易·德布罗意(LouisdeBroglie),法国物理学家,法国外 ...

                          

                                    法国物理学家德布罗意

    路易·维克多·德布罗意,第七代布罗意公爵(Louis Victor de Broglie, prince, puis duc de Broglie1892815日-1987319日),简称路易·德布罗意(Louis de Broglie),法国物理学家,法国外交和政治世家布罗意公爵家族的后代。从 1928年到 1962 年在索邦大学担任理论物理学教授,1929年因发现了电子的波动性,以及他对量子理论的研究而获诺贝尔物理学奖。1952年获联合国教科文组织颁发的卡林加奖 (Kalinga Prize)

 

    于1944 年,德布罗意膺选为法兰西学术院第一席位的院士,是第十六位得到此殊荣的人士。他也是法国科学院的永久秘书。

 

    路易·德布罗意生于法国滨海塞纳省的迪耶普 (Dieppe) ,是家里最年幼的儿子。路易的哥哥摩里斯·德布罗意 (Maurice de Broglie) 后来也成为一位很有成就的物理学家。

 

    路易天资聪颖,有惊人的记忆力。他读书能够过目不忘。在法文、历史、物理、哲学、这些不同的领域,他都能得到很好的成绩。当他读了昂利·庞加莱的两本巨著,《科学和假设》与《科学的价值》,他才认知物理学是他的最爱,开始专心研读理论物理。1913 年,他得到了学士学位。

 

    1914年,第一次世界大战爆发。德布罗意在当坑道工兵,后被转派去埃菲尔铁塔的陆军无线电部门做通讯兵。闲暇时间,还可以思考关于无线电的技术问题。对于日后的科学研究有很多实用价值。

 

    1919年,退役后,德布罗意又回返索邦大学,继续先前的理论物理研究,立志拿到博士学位。他参加了保罗·朗之万主讲的一个关于量子理论的专题讨论会,又修了一堂关于相对论的课。那时,哥哥摩里斯正在研究 x-射线光谱和光电效应。他时常在哥哥的实验室里帮忙,兄弟两人共同发表了几篇论文。

 

    经过几年的努力,德布罗意终于在 1924 年完成了博士论文《量子理论研究》。在这篇论文里,他详细地解释他所创建的的电子波理论。这包括了,根据阿尔伯特·爱因斯坦和马克斯·普朗克对于光波的研究,而推论出来的关于物质的波粒二象性:任何物质同时具备波动和粒子的性质。由于论文的题目与内容相当先进,让当时许多学者都直摇头,因为这份报告的创造了一个新观念,而德布罗意的老师朗之万其实也很难相信这个论点,但论文的内容实在是太过让人惊叹,不能确定是否有瑕疵,所以寄给爱因斯坦一份,寻求他的意见。爱因斯坦那时候很忙,正在研究玻色-爱因斯坦统计,抽不出时间仔细阅读,只能稍微翻了一下。立刻,他意识到这论文很有重量,乐意为波粒二象性背书,兴奋地回信:“他已经掀起了面纱的一角”!并且将论文送去柏林科学院,因而使得这理论广知于物理学界[1]。德布罗意获得了梦寐以求的博士学位。后来,埃尔温·薛定谔从这篇论文里,得到很多宝贵的灵感。既然电子是波动,那么,什么是电子的波动方程?两年后,薛定谔发表了薛定谔方程,也从此开启了量子力学的新纪元。

 

    1927年,克林顿·戴维森与雷斯特·革末将电子射向镍晶体,发现其衍射图谱和布拉格定律(这原是用于X射线的)预测的一模一样。这证实了德布罗意的电子波理论正确无误。因为这历史性的发现,瑞典皇家科学院特别颁授德布罗意 1929 年的诺贝尔物理学奖。

 

    德布罗意还试着发展一种理论,用因果关系来解释波动力学。现代的量子力学理论大多建立于概率模型。在 1950 年代,大卫·波姆 (David Bohm) 又加以琢磨,成为现在知名的德布罗意-波姆理论 (De Broglie-Bohm Theorem) 

 

    于1933 年,德布罗意成为法国科学院的院士,也是科学院从 1942 年开始的永久秘书。于 1933 年 10 月 12 日,他荣膺法兰西学术院第一席位的院士。那时正当第二次世界大战,德国纳粹占领法国期间,很多院士或者过世,或被俘虏,学术院无法达到选举所必需的最少二十位人数。但因这是特别时期,在参与的十七位院士都一致投赞成票的状况之下,学术院接受了这选举结果。已于 1934 年就被遴选为院士的哥哥摩里斯,在学术院历史中,尚无前例地代表全院,欢迎路易成为新院士。

 

    1945年,由于德布罗意的努力,使工业与科学紧密联系在一起,荣获法国原子能委员会高级顾问。他于昂利·庞加莱研究院(Institut Henri Poincaré)建立了工程力学中心,于此进行光学、模控学以及原子能研究。德布罗意激励了量子分子科学国际学院(International Academy of Quantum Molecular Science)的创立,并成为其早期会员。

 

    1938年, 因为德布罗意在理论物理学的杰出贡献,德国物理学会颁给他最高荣誉马克斯·普朗克奖章。1952 年,由于德布罗意热心教导民众科学知识,联合国教育、科学及文化组织授予他 Kalinga Prize 1953 年,当选为伦敦皇家学会的院士。1961 年,又荣获法国荣誉军团大十字勋章。

 

 

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