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路易·德布罗意

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路易·德布罗意
Louis de Broglie
Broglie Big.jpg
出生 1892年8月15日
法国迪耶普Dieppe
逝世 1987年3月19日
法国巴黎
国籍 Flag of France.svg法国
研究領域 物理学家
任职於 索邦大學
母校 索邦大學
博士導師 保罗·郎之万
博士學生 Bernard d'Espagnat
Jean-Pierre Vigier
Alexandru Proca
著名成就 波粒二象性物質波
獲獎 Nobel prize medal.svg诺贝尔物理学奖(1929年),
馬克斯·普朗克獎章
Kalinga Prize
法國榮譽軍團大十字勳章

路易·维克多·德布罗意,第七代布罗意公爵法语Louis Victor de Broglie, prince, puis duc de Broglie,1892年8月15日-1987年3月19日),简称路易·德布罗意Louis de Broglie),法國物理學家,法國外交和政治世家布羅意公爵家族的後代。从1928年到1962年在索邦大學擔任理論物理學教授,1929年因發現了電子的波動性,以及他對量子理論的研究而獲諾貝爾物理學獎。1952年獲聯合國教科文組織頒發的卡林加獎(Kalinga Prize)。

於1944年,德布羅意膺選為法蘭西學術院第一席位的院士,是第十六位得到此殊榮的人士。他也是法國科學院的永久秘書。

生平[编辑]

路易·德布羅意生於法国濱海塞納省迪耶普。父親是維克多,第五代布羅意公爵Victor, 5th duc de Broglie),母親是Pauline d'Armaillé。路易是家裡最年幼的兒子。路易的哥哥摩里斯·德布羅意Maurice de Broglie)後來也成為一位很有成就的物理學家。當路易才十四歲的時候,他的父親就過世了。摩里斯繼承為第六代布羅意公爵6th duc de Broglie)。教養弟弟的責任就落在摩里斯身上。摩里斯是一位很好的哥哥。他給路易去巴黎最好的貴族中學Lycée Janson de Sailly讀書。

路易天資聰穎,有驚人的記憶力。他讀書能夠過目不忘。在法文、歷史、物理、哲學、這些不同的領域,他都能得到很好的成績[1]。中學畢業後,他進入了極具聲譽的索邦大學就讀。那時,他並不清楚應該主修哪個科目。最初,他選擇了歷史。後來,又轉為主修法律。一直到他讀了昂利·龐加萊的兩本鉅著,《科學和假設》與《科學的價值》,他才認知物理學是他的最愛,開始專心研讀理論物理。1913年,他得到了學士學位。

1914年,第一次世界大戰爆發。德布羅意正在陸軍服役。剛開始,他被派到Fort Mont-Valérien當坑道工兵。很快地,性情活潑的他,對於這刻板僵硬,缺乏變化的生活,覺得枯燥無味,難以忍受。經過哥哥運用人脈關係,他被轉派去艾菲爾鐵塔的陸軍無線電部門做通訊兵。閒暇時間,還可以思考關於無線電的技術問題。對於日後的科學研究有很多實用價值[1]

1919年,退役後,德布羅意又回返索邦大學,繼續先前的理論物理研究,立志拿到博士學位。他參加了保羅·朗之萬主講的一個關於量子理論的專題討論會,又修了一堂關於相對論的課。那時,哥哥摩里斯正在研究x-射線光譜和光電效應。他時常在哥哥的實驗室裡幫忙,兄弟兩人共同發表了幾篇論文。

經過幾年的努力,德布羅意終於在1924年完成了博士論文《量子理論研究》。在這篇論文裡,他詳細地解釋他所創建的的電子波理論。這包括了,根據阿爾伯特·愛因斯坦馬克斯·普朗克對於光波的研究,而推論出來的關於物質的波粒二象性:任何物質同時具備波動和粒子的性質。由於論文的題目與內容相當先進,讓當時許多學者都直搖頭,因為這份報告的創造了一個新觀念,而德布羅意的老師朗之萬其實也很難相信這個論點,但論文的內容實在是太過讓人驚嘆,不能確定是否有瑕疵,所以寄給愛因斯坦一份,尋求他的意見。愛因斯坦那時候很忙,正在研究玻色-愛因斯坦統計,抽不出時間仔細閱讀,只能稍微翻了一下。立刻,他意識到這論文很有重量,樂意為波粒二象性背書,興奮地回信:「他已經掀起了面紗的一角」!並且將論文送去柏林科學院,因而使得這理論廣知於物理學界[1]。德布羅意獲得了夢寐以求的博士學位。後來,埃爾溫·薛丁格從這篇論文裡,得到很多寶貴的靈感。既然電子是波動,那麼,甚麼是電子的波動方程式?兩年後,薛丁格發表了薛丁格方程式,也從此開啟了量子力學的新紀元。

1927年,柯林頓·戴維森雷斯特·革末將電子射向晶體,發現其繞射圖譜和布拉格定律(這原是用於X射線的)預測的一模一樣。這證實了德布羅意的電子波理論正確無誤。因為這歷史性的發現,瑞典皇家科學院特別頒授德布羅意1929年的諾貝爾物理學獎

德布羅意還試著發展一種理論,用因果關係來解釋波動力學。現代的量子力學理論大多建立於機率模型。在1950年代,大衛·波姆David Bohm)又加以琢磨,成為現在知名的德布羅意-波姆理論De Broglie-Bohm Theorem)。

於1933年,德布羅意成為法國科學院的院士,也是科學院從1942年開始的永久秘書。於1944年10月12日,他榮膺法蘭西學術院第一席位的院士。那時正當第二次世界大戰德國納粹占領法國期間,很多院士或者過世,或被俘虜,學術院無法達到選舉所必需的最少二十位人數。但因這是特別時期,在參與的十七位院士都一致投贊成票的狀況之下,學術院接受了這選舉結果。已於1934年就被遴選為院士的哥哥摩里斯,在學術院歷史中,尚無前例地代表全院,歡迎路易成為新院士。

1945年,由於德布羅意的努力,使工業與科學緊密聯繫在一起,榮獲法國原子能委員會高級顧問。他於昂利·龐加萊研究院Institut Henri Poincaré)建立了工程力學中心,於此進行光學、模控學以及原子能研究。德布羅意激勵了量子分子科學國際學院International Academy of Quantum Molecular Science)的創立,並成為其早期會員。

1938年, 因為德布羅意在理論物理學的傑出貢獻,德國物理學會頒給他最高榮譽馬克斯·普朗克獎章。1952年,由於德布羅意熱心教導民眾科學知識,聯合國教育、科學及文化組織授予他Kalinga Prize。1953年,當選為倫敦皇家學會的院士。1961年,又榮獲法國榮譽軍團大十字勳章

1960年,路易的哥哥摩里斯過世,路易繼承為第七代布羅意公爵7th duc de Broglie)。路易從未結婚,一輩子單身,有兩位忠心耿耿的隨從。他喜歡過平俗簡樸的生活,賣掉了貴族世襲的豪華巨宅,選擇住在平民小屋。他深居簡出,從來不放假,是個標準的工作狂。上班通勤,他喜歡步行,或搭巴士,不曾擁有私人汽車。對人彬彬有禮,他絕不發脾氣,是一位貴族紳士[1]。1987年3月19日,德布羅意過世,高齡九十五歲。

出版書籍[编辑]

  • Recherches sur la théorie des quanta(Researches on the quantum theory),Thesis, Paris, 1924.
  • Ondes et mouvements (Waves and Motions). Paris: Gauthier-Villars, 1926.
  • Rapport au 5e Conseil de Physique Solvay. Brussels, 1927.
  • La mécanique ondulatoire (Wave Mechanics). Paris: Gauthier-Villars, 1928.
  • Matière et lumière (Matter and Light). Paris: Albin Michel, 1937.
  • Une tentative d'interprétation causale et non linéaire de la mécanique ondulatoire: la théorie de la double solution. Paris: Gauthier-Villars, 1956.
    • English translation: Non-linear Wave Mechanics: A Causal Interpretation. Amsterdam: Elsevier, 1960.
  • Sur les sentiers de la science (On the Paths of Science).
  • Introduction à la nouvelle théorie des particules de M. Jean-Pierre Vigier et de ses collaborateurs. Paris: Gauthier-Villars, 1961. Paris: Albin Michel, 1960.
    • 英文翻譯版:Introduction to the Vigier Theory of elementary particles. Amsterdam: Elsevier, 1963.
  • Étude critique des bases de l'interprétation actuelle de la mécanique ondulatoire. Paris: Gauthier-Villars, 1963.
    • 英文翻譯版:The Current Interpretation of Wave Mechanics: A Critical Study. Amsterdam, Elsevier, 1964.
  • Certitudes et incertitudes de la science (Certitudes and Incertitudes of Science). Paris: Albin Michel, 1966.

參閱[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 James, Ioan, Remarkable Physicists From Galileo to Yukawa, Cambridge University Press, pp. 307-311, 2004, ISBN 0-521-81687-4 

外部連結[编辑]