德布罗意-物理学家风采
百余年前的19世纪末叶，理论科学的巅峰状态和其中隐含的危机以物理学最为典型。人们心目中的古典物理学已臻完善，以致德国著名物理学家普朗克年轻时向他的老师表示要献身于理论物理学时，老师竟劝告他说：“年轻人，物理学是一门已经完成了的科学，不会再有多大的发展了。把一生献给这门学科，太可惜了！”
实际上，古典物理学面临严峻的挑战，大量新物理现象与旧古典理论之间的矛盾日渐突出，酿成深刻的危机，带动了19～20世纪之交的一场物理学革命，在这场革命中诞生了相对论和量子论。
从以太漂移实验，到爱因斯坦的相对论，再到X射线、放射性和电子的发现，给新世纪——20世纪的人们打开了一个新的奇妙的微观原子世界。世纪之交的另一革命性理论——量子力学，就是在原子物理学的基础上建立起来的。X射线不仅导致了放射性物质的发现，也促进了电子的发现。阴极射线的本性到底是波还是粒子，这一问题在物理学界争论已久。德国物理学家大多认为是一种以太波，英国人则认为是一种带电粒子流。1897年，英国物理学家约瑟夫·汤姆逊(Joseph J.Thomson,1856～1940)用实验证明了，阴极射线在电场和磁场作用下均可发生偏转，其偏转方式与带负电粒子相同，这就说明阴极射线确实是一种带负电的粒子流。汤姆逊起初称它为粒子，后来借用了以前人们对电荷最小单位的命名、称之为“电子”。汤姆逊指出，它比原子更小，是一切化学原子的共同组分。这使人认识到，原子也存在着内部结构，原子并不是物质组成的最小单位。因此，20世纪的物理学家们，开始发起向原子内部世界的探索和进行分裂原子的实验，从而使人类对物质世界的探索进入了一个全新的时代。
量子力学起源于原子结构的研究，玻尔、德布罗意、海森伯、薛定谔、狄拉克等人对其建立分别作出了杰出的贡献。
1923年，当旧量子论面临困境时，法国物理学家路易·德布罗意（Louis Victor De Broglie, 1892～1987）在权威的英国《哲学研究》杂志上发表论文，提出了物质波的概念和理论，把量子论发展到一个新的高度。
德布罗意本来是学历史的，他的哥哥是研究X射线的著名物理学家。受兄长的影响，德布罗意大学毕业之后改学物理，1924年获理学博士学位，并与兄长一起研究X射线的波动性与粒子性问题。德布罗意在长期思考后，突然意识到爱因斯坦的光量子理论应该推广到一切物质粒子、特别是电子。1923年9～10月，他连续发表3篇论文，提出了电子也是一种波的理论。他还预言，电子束穿过小孔时也会发生衍射现象。
1924年，他写出博士论文《关于量子理论的研究》，更系统地阐述了物质波理论，爱因斯坦对此十分赞赏。
不久，实验物理学家真的观测到了电子的衍射现象，证实了他的理论是完全正确的。1929年，德布罗意被授予诺贝尔物理学奖。
德布罗意
[ 摘自 人民教育出版社 ]
德布罗意 (Louis Victorde Broglie,1892 ～ 1989) 法国物理学家。 1892 年 8 月 15 日生于下塞纳的迪耶普。出身贵族，父母早逝，从就酷爱读书。中学时代显示出文学才华，在大学里受的是文科教育， 1910 年获巴黎大学文学学士学位。 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，他获理学硕士学位。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。他的哥哥是 X 射线方面的专家，战后他一方面参与他哥哥的物理实验工作，一方面拜朗之万为师，研究与量子有关的理论物理问题，攻读博士学位。
光的波动和粒子两重性被发现后，许多著名的物理学家感到困扰。年轻的德布罗意却由此得到启发，大胆地把这两重性推广到物质客体上去。他在 1923 年 9 ～ 10 月间，连续在《法国科学院通报》上发表三篇短文：《辐射 ── 波和量子》、《光学 ── 光量子、衍射和干涉》、《物理学 ── 量子、气体动理论及费马原理》，在 1924 年通过的博士论文《量子论研究》中他作了系统阐述，提出了德布罗意波（相波）理论。这一理论以后为薛定愕接受而导致了波动力学的建立。并且把爱因斯坦关于光的波粒二象性的思想加以扩展。他认为实物粒子如电子也具有物质周期过程的频率，伴随物体的运动也有由相位来定义的相波即德布罗意波，后来薛定愕解释波函数的物理意义时称为 “ 物质波 ” 。德布罗意的新理论在物理学界掀起了轩然大波。这种在并无实验证据的条件下提出的新理论使得人们很难接受。就连德布罗意的导师朗之万也根本不相信这种观念，只不过觉得这篇论文写得很有才华，才让他得到博士学位。 1927 年，美国贝尔实验室的戴维孙（ C ． J ． Davisson ， 1881 ～ 1958 ）、革未（ L ． H ． Ger － mer ， 1896 、 1971 ）及英国的汤姆孙（ G．P．Thomson ， 1892 ～ 1975 ）通过电子衍射实验，都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，他荣获了 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。他还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。 1989 年 4 月去世。主要著作有：《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。
选自：《物理教师手册》
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