网站地图
路易维克多德布罗意

路易维克多德布罗意(Louis Victor,Duc de Broglie,1892.08.151987.03.19)出生于迪耶普,法国理论物理学家,波动力学的创始人,物质波理论的创立者,量子力学的奠基人之一。

1929年获诺贝尔物理学奖。1932年任巴黎大学理论物理学教授,1933年被选为法国科学院院士。

1892年8月15日路易维克多德布罗意出生于法国塞纳河畔的迪耶普(Dieppe),是法国一贵族家庭的次子。德布罗意家族自17世纪以来在法国军队、政治、外交方面颇具盛名,数百年来在战场上和外交上为法国各朝国王服务。1740年路易十四封德布罗意家族为德布罗意公爵(duc de Broglie),封号由一家之长承袭,第一代公爵的儿子曾在七年战争中为哈布斯堡家族出力作战,获得神圣罗马帝国亲王(prince of the Holy Roman Empire)封号,赐于家族中每一个成员。德布罗意家族祖父JVA德布罗意(1821~1901)是法国著名政治家和国务活动家,1871年当选为法国国民议会下院议员,同年担任法国驻英国大使,后来还担任过法国总理和外交部长等职务。当德布罗意的长兄、实验物理学家第六代德布罗意公爵莫里斯(Mauriee)死后,他在1960年就成为法国公爵兼德国亲王,但他一生中生活简朴,平易近人,把毕生献给了科学事业。

德布罗意父母早逝,从小就酷爱读书。中学时代显示出文学才华,从18岁开始在巴黎索邦大学学习历史,并且于1910年获巴黎索邦大学文学学士学位。

1911年,他听到作为第一届索尔维物理讨论会秘书的莫里斯谈到关于光、辐射、量子性质等问题的讨论后,激起了对物理学的强烈兴趣,特别是他读了庞加莱的《科学的价值》等书,他转向研究理论物理学。1913年又获理学士学位。

第一次世界大战期间,在埃菲尔铁塔上的军用无线电报站服役六年,熟悉了有关无线电波的知识。他的哥哥(M德布罗意)是一位实验物理学家,是X射线方面的专家,拥有设备精良的私人实验室。从他哥哥那里德布罗意了解到普朗克和爱因斯坦关于量子方面的工作,进一步引起了他对物理学的极大兴趣。经过一番思想斗争之后,德布罗意终于放弃了已决定的研究法国历史的计划,选择了物理学的研究道路,并且希望通过物理学研究获得博士学位。

1924年获巴黎大学博士学位,在博士论文中首次提出了"物质波"概念。

1926年起德布罗意在巴黎大学任教,

1929年获诺贝尔物理学奖。

1932年任巴黎大学理学院理论物理学教授。

1933年被选为法国科学院院士。

1943年起任该院常任秘书,1962年退休。

1987年3月19日逝世。

1960年,路易的哥哥摩里斯过世,路易成为第七代德布罗意公爵 (7th duc de Broglie)。路易从未结婚,一辈子单身,有两位忠心耿耿的随从。他喜欢过平俗简朴的生活,卖掉了贵族世袭的豪华巨宅,选择住在平民小屋。他深居简出,从来不放假,是个标准的工作狂。上班通勤,他喜欢步行,或搭巴士,不曾拥有私人汽车。对人彬彬有礼,他绝不发脾气,是一位贵族绅士。1987年3月19日,德布罗意过世,高龄九十五岁。 [1]

物质波研究

第一次世界大战期间,德布罗意在埃菲尔铁塔上的军用无线电报站服役。平时爱读科学著作,特别是庞加莱、洛伦兹和朗之万的著作。后来对普朗克、爱因斯坦和玻尔的工作发生了兴趣,转而研究物理学。退伍后跟随朗之万攻读物理学博士学位。他的兄长莫里斯德布罗意是一位研究X射线的专家,路易斯维克多德布罗意曾随莫里斯一道研究X射线,两人经常讨论有关的理论问题。莫里斯曾在1911年第一届索尔威会议上担任秘书,负责整理文件。这次会议的主题是关于辐射和量子论。会议文件对路易维克多德布罗意有很大启发。莫里斯和另一位X射线专家亨利布拉格联系密切。亨利布拉格曾主张过X射线的粒子性。这个观点对莫里斯很有影响,所以他经常跟弟弟讨论波和粒子的关系。这些条件促使路易维克多德布罗意伊深入思考波粒二象性的问题。

法国物理学家布里渊(M.Brillouin)在1919年1922年间发表过一系列论文,提出了一种能解释玻尔定态轨道原子模型的理论。他设想原子核周围的“以太”会因电子的运动激发一种波,这种波互相干涉,只有在电子轨道半径适当时才能形成环绕原子核的驻波,因而轨道半径是量子化的。这一见解被德布罗意吸收了,他把以太的概念去掉,把以太的波动性直接赋予电子本身,对原子理论进行深入探讨。

1923年9月至10月间,路易维克多德布罗意连续在《法国科学院通报》上发表了三篇有关波和量子的论文。 第一篇题目是“辐射波与量子”,提出实物粒子也有波粒二象性,认为与运动粒子相应的还有一正弦波,两者总保持相同的位相。后来他把这种假想的非物质波称为相波。他考虑一个静质量为m0的运动粒子的相对论效应,把相应的内在能量m0c2视为一种频率为v0的简单周期性现象。他把相波概念应用到以闭合轨道绕核运动的电子,推出了玻尔量子化条件。在第三篇题为“量子气体运动理论以及费马原理’的论文中,他进一步提出:“只有满足位相波谐振,才是稳定的轨道。”在第二年的博士论文中,他更明确地写下了:“谐振条件是l=nλ,即电子轨道的周长是位相波波长的整数倍。”

在第二篇题为“光学光量子、衍射和干涉”的论文中,德布罗意提出如下设想:“在一定情形中,任一运动质点能够被衍射。穿过一个相当小的开孔的电子群会表现出衍射现象。正是在这一方面,有可能寻得我们观点的实验验证。”

德布罗意在这里并没有明确提出物质波这一概念,他只是用位相波或相波的概念,认为可以假想有一种非物质波。可是究竟是一种什么波呢?在他的博士论文结尾处,他特别声明:“我特意将相波和周期现象说得比较含糊,就象光量子的定义一样,可以说只是一种解释,因此最好将这一理论看成是物理内容尚未说清楚的一种表达方式,而不能看成是最后定论的学说。”物质波是在薛定谔方程建立以后,诠释波函数的物理意义时才由薛定谔提出的。再有,德布罗意并没有明确提出波长λ和动量p之间的关系式:λ=h/p(h即普朗克常数),只是后来人们发觉这一关系在他的论文中已经隐含了,就把这一关系称为德布罗意公式。

德布罗意的博士论文得到了答辩委员会的高度评价,认为很有独创精神,但是人们总认为他的想法过于玄妙,没有认真地加以对待。例如:在答辩会上,有人提问有没有办法验证这一新的观念。德布罗意答道:“通过电子在晶体上的衍射实验,应当有可能观察到这种假定的波动的效应。”在他兄长的实验室中有一位实验物理学家道威利尔(Dauvillier)曾试图用阴极射线管做这样的实验,试了一试,没有成功,就放弃了。后来分析,可能是电子的速度不够大,当作靶子的云母晶体吸收了空中游离的电荷,如果实验者认真做下去,肯定会做出结果来的。

德布罗意的论文发表后,当时并没有多大反应。后来引起人们注意是由于爱因斯坦的支持。朗之万曾将德布罗意的论文寄了一份给爱因斯坦,爱因斯坦看到后非常高兴。他没有想到,自己创立的有关光的波粒二象性观念,在德布罗意手里发展成如此丰富的内容,竟扩展到了运动粒子。当时爱因斯坦正在撰写有关量子统计的论文,于是就在其中加了一段介绍德布罗意工作的内容。他写道:“一个物质粒子或物质粒子系可以怎样用一个波场相对应,德布罗意先生已在一篇很值得注意的论文中指出了。”这样一来,德布罗意的工作立即获得大家的注意。

当1926年薛定谔发表他的波动力学论文时,曾明确表示:“这些考虑的灵感,主要归因于路易维克多德布罗意先生的独创性的论文。”1927年,美国的戴维森和革末及英国的G.P.汤姆孙通过电子衍射实验各自证实了电子确实具有波动性。至此,德布罗意的理论作为大胆假设而成功的例子获得了普遍的赞赏,从而使他获得了1929年诺贝尔物理学奖。

后来,德布罗意主要从事的仍是波动力学方面的研究,他在1951年以后着重研究了“双重解理论”,想要在经典的时空概念的基础上对波动力学的几率和因果性作出解释,但这种努力未获得成功。德布罗意伊始终对现代物理学的哲学问题感兴趣,喜欢将理论物理学、科学史和自然哲学结合起来考虑,写过一些有关的论文。

由于德布罗意的杰出贡献,他获得了很多的荣誉。

1929年获法国科学院享利彭加勒奖章,同年又获诺贝尔物理学奖。

1932年,获摩纳哥阿尔伯特一世奖。

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。

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。

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。

1942年以后任数学科学常务秘书。

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一级卡琳加奖 (Kalinga Prize) 。

1953年,当选为伦敦皇家学会的会员。1956年获法国家科学研究中心的金质奖章。

1961年,荣获法国荣誉军团大十字勋章。

他还是华沙大学、雅典大学等六所著名大学的荣誉博士,是欧、美、印度等18个科学院院士。

《波动力学导论》(1929);

《物质和光:新物理学》(1939);

《物理学中的革命》(1953);

《海森伯不确定关系和波动力学的概率诠释》(1982)等。


相关文章推荐:
迪耶普 | 波动力学 | 物质波理论 | 量子力学 | 诺贝尔物理学奖 | 巴黎大学 | 法国科学院 | 布罗伊公爵 | 法国 | 物质波理论 | 法国科学院 | 塞纳河 | 路易十四 | 莫里斯 | 公爵 | 巴黎索邦大学 | 庞加莱 | 埃菲尔铁塔 | 无线电波 | X射线 | 普朗克 | 爱因斯坦 | 量子 | 埃菲尔铁塔 | 法国科学院 | 摩纳哥 | 法兰西学术院 | 德国物理学会 | 联合国教育、科学及文化组织 | 雅典大学 |
相关词汇词典