德布羅意的驚人假設

德布羅意的驚人假設

發出疑問的這個人叫德布羅意，法國人。他原來是學歷史的，他的哥哥是研究X射線的專家，在哥哥的影響下，德布羅意對物理前沿進展很感興趣，於是就改行攻讀物理博士學位。也許正因如此，他對經典物理學的條條框框並不感冒。1924年，德布羅意在博士論文中提出了一個令人瞠目結舌的觀點：實物粒子和光一樣，也具有波粒二象性！

對於這個觀點的提出，德布羅意自己回憶道：

「1923年，我獨自苦苦思索了很久，突然有了一個想法，愛因斯坦1905年的發現應當得到推廣，運用到所有的物質粒子，特別是電子上。」

德布羅意提出了實物粒子的動能和動量公式，仍然沿用了愛因斯坦的光子公式：

動能E=hν

動量p=h/λ

式中，λ為粒子的德布羅意波的波長，ν為德布羅意波的頻率，h是普朗克常數。

實物粒子在運動時，伴隨著波長為λ的德布羅意波（也叫物質波）。德布羅意推導出的關係式雖然形式上和愛因斯坦的光子關係式一樣，但卻是一個全新的假設。德布羅意波與光波不同，光速c既是光波的傳播速度，又是光子的運動速度；而實物粒子的運動速度並不等於德布羅意波的傳播速度。

這個觀點太大膽了，因為從來沒有人觀察到電子、原子、分子等實物粒子居然也有波動性。德布羅意的導師郎之萬實在無法評價其論文的價值，不知是否應該接受他的論文，最後乾脆寄了一份給愛因斯坦，讓他來做做評價。

愛因斯坦的非凡的科學洞察力讓他立刻意識到德布羅意波的思想具有的重大意義。他在回信中對論文大加讚賞，於是郎之萬接受了德布羅意的論文並允許他參加答辯。

在博士論文答辯時，有評委提問用什麼實驗可以驗證這一新觀念，德布羅意答道：「通過電子在晶體上的衍射實驗，應當有可能觀察到這種假定的波動效應。」但是當時並沒有人做過這樣的實驗，所以答辯委員會也無法評判論文的價值，好在大家知道愛因斯坦對論文的評價很高，所以德布羅意順利拿到了博士學位。

德布羅意答辯結束三周后，愛因斯坦寫信向洛倫茲介紹了德布羅意的博士論文。他在信中寫道：「我相信這是揭開物理學最困難謎題的第一道微弱的希望之光。」

然後愛因斯坦很快就在自己撰寫的一篇有關量子統計的論文中專門介紹了德布羅意的工作。他寫道：「一個物質粒子或物質粒子系可以怎樣用一個波場相對應，德布羅意先生已在一篇很值得注意的論文中指出了。」

路易·維克多·德布羅意（Louis Victor de Broglie，1892—1987年），法國物理學家。他出生於塞納河畔一個顯赫的貴族家庭，從小就酷愛讀書。中學時代顯示出文學才華，從18歲開始在巴黎索邦大學學習歷史，並於1910年獲得歷史學位。1911年，他聽到作為第一屆索爾維會議秘書的哥哥談到物理學家們在會議上關於光、輻射、量子性質等問題的討論后，產生了強烈的興趣，於是轉而研究理論物理學，並於1913年獲理學學士學位。第一次世界大戰期間，德布羅意在埃菲爾鐵塔上的軍用無線電報站服役，1919年退役后，在巴黎索邦大學跟隨朗之萬攻讀物理學博士學位。1924年，他完成了博士論文《量子理論研究》，提出了實物粒子也具有波粒二象性的觀點，開啟了量子力學的新紀元。1926年，德布羅意還試著發展一種不同於概率解釋的導波理論，用因果關係來解釋波動力學。20世紀50年代，美國物理學家大衛·玻姆（David Bohm）對這一理論又加以發展，成為現在的德布羅意−玻姆理論，當然這個理論目前處於量子理論的主流之外。