呵呵，大学的物理学知识都有些遗忘了，很多东西也就是个概念了~~~
德布罗意
一、生平简介
路易斯·德布罗意(Louis de Broglie,1892～1987)出生在法国一个显赫的贵族家庭。中学毕业后进入巴黎大学攻读历史，1910年获得历史学硕士学位。在他哥哥、著名的X射线物理学家莫里斯·德布罗意(Maurice de Broglie,1875～1960)的影响下，对物理学产生了浓厚的兴趣，并在他哥哥的私人实验室里进行物理学的研究工作。特别是在阅读了第一届索尔维会议的学术报告和论文后，就下决心去弄清楚普朗克引入的量子概念的真正本性。在获得了科学硕士学位后，他的研究工作被第一次世界大战所打断。大战结束后，他又继续从事物理学的研究工作，并在朗之万(Paul Langevin,1872～1946)的指导下攻读博士学位。
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年起在巴黎大学任教，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，1942年起任该院常任秘书。
1945年， 莫里斯和路易斯·德布罗意兄弟俩被任命为法国原子能高等委员会顾问，他们对原子能的和平发展以及加强科学和工业的联系深感兴趣。作为科学院的终身秘书，德布罗意强烈要求该机构考虑热核爆炸的有害后果。1962年退休。
二、科学成就
1923年9月至10月间，德布罗意在《法国科学院通报》上接连发表了三篇论文：《辐射——波和量子》、《光学——光量子、衍射和干涉》、《物理学——量子、气体运动理论以及费马原理》。在这几篇短文中，提出了现在称为“德布罗意波”的思想。1824年，在题为《量子理论研究》的博士论文中，系统地阐述了他在前几篇文章中提出的相波理论，并于同年11月27日在佩兰的主持下通过了博士论文答辩。
在《量子理论研究》的提要中，他首先说明了他所追求的目标。他说：“光学理论的历史表明科学思想曾有很长一段时间徘徊于光的动力学解说和波动学解说之间，这两种解说毫无疑问并不像人们曾认为的那样是彼此对立的，量子理论的发展似乎证实了这一结论。”德布罗意非常欣赏爱因斯坦的光量子假说，但是他又认为爱因斯坦的光量子理论也有其不彻底性，只不过使粒子说又重新抬头而已。他希望粒子观点和波动观点统一起来，即在光的理论中同时引进粒子概念和周期性概念，以进一步揭示“量子”的真正含义。他在论文中写道：“考虑到频率和能量的概念之间存在着一个总的关系，在本文中我们认为存在着一个其性质有待进一步说明的周期性现象，它与每个孤立能量块相联系，与静止质量的关系则遵从普朗克-爱因斯坦方程。这种相对论理论将所有质点的匀速运动与某种波的传播联系了起来，而这种波的位相在空间的运动比光速要快。”他假设所有具有动量p和能量E的物质客体，如电子等，都具有波动性。这两个假设是建立波动力学的物理基础。
当1926年E．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，主要归因于德布罗意先生的独创性的论文。”1927年，美国的C．J．戴维孙和L．H．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。
三、趣闻轶事
1．“揭开了巨大帷幕的一角”
德布罗意的新理论，开始时并没有受到物理学界的重视。因为他的思想是如此新颖，如此大胆，以致于像普郎克、洛仑兹这些人都很难相信它的正确性。即使他的导师朗之万，虽然认为他的想法有很大的独创性，但也认为他的想象过分大胆，几近荒谬。不过他又想到，玻尔的理论开始时也曾被认为是极其荒谬的，说不定德布罗意的想法中包含了一些重要的东西。于是朗之万还是把德布罗意的论文副本寄给了爱因斯坦，请他提出看法。素来喜欢物理学上的对称性的爱因斯坦，一下子就看出了德布罗意的理论正是揭示了光子和物质粒子之间的这种对称性，立即意识到德布罗意思想的深远意义，并且想到在他自己关于理想气体的新的涨落公式中出现的波干涉项可能正是起源于德布罗意波。所以他热情地复信给朗之万，称赞德布罗意“已揭开了巨大帷幕的一角”。
爱因斯坦当时正着手将印度青年物理学家玻色(S．N．Bose,1894～1974)提出的光子统计理论推广到单原子理想气体，他立即吸收了德布罗意的新理论，于1924年9月和1925年2月发表了他的论文。在论文中他特别提到了德布罗意把一个粒子系统归结为一个波场的这篇“非常值得注意”的论文。他还写道：“看来，粒子的每一运动都伴随着一个波场，……这个场（它的物理性质目前还不清楚）在原则上应该是能观察的。”正是由于爱因斯坦的推荐，德布罗意的工作才引起了物理学界的广泛重视，特别是对薛定谔产生了积极的影响，创立了波动力学。
2．科学著作的高产作家
在32岁时，也就是在他发表了大约两打关于电子、原子和X射线问题的论文之后，德布罗意获得了博士学位。他的博士论文是他以后研究波动力学的起点。德布罗意不大满意薛定谔等人在波动方程中引入的几率振幅解释，他在不断寻求着波动力学的因果性解释。德布罗意曾在巴黎大学和H．庞加莱研究院任教。除了他大量的研究论文之外，他所著的书不下20部。其中主要的有《量子论的研究》、《X射线与γ射线专论》、《物质与光》、《物理学与微观物理学》、《微观物理学的新展望》等。
关于德布罗意的论文的故事还有这样的说法：大家也就是看看轻松一下了呵呵~~~
一
故事发生在二十世纪初的法国。巴黎。一样的延续着千百年的灯红酒绿，香榭丽舍大道上散发着繁华和暧昧，红磨坊里弥漫着躁动与彷徨。而在此时的巴黎，有一个年轻人，名字叫做德布罗意(DeBroglie)，从他的名字当中可以看出这是一个贵族，事实上德布罗意的父亲正是法国的一个伯爵，并且是正是一位当权的内阁部长。这样一个不愁吃不愁穿只是成天愁着如何打发时光的花花公子自然要找一个能消耗精力的东西来磨蹭掉那些无聊的日子(其实象他这样的花花公子大约都会面临这样的问题)。德布罗意则找到了一个很酷的事业---研究中世纪史。据说是因为中世纪史中有着很多神秘的东西吸引着这位年轻人。时间一转就到了1919，这是一个科学界急剧动荡着的年代。就在这一年，德布罗意突然移情别恋对物理产生了兴趣，尤其是感兴趣于当时正流行的量子论。具体来说就是感兴趣于一个在当时很酷的观点：光具有粒子性。这一观点早在十几年前由普朗克提出，而后被爱因斯坦用来解释了光电效应，但即便 如此，也非常不见容于物理学界各大门派。德布罗意倒并不见得对这一观点的物理思想有多了解，也许他的理解也仅仅就是理解到这个观点是在说“波就是粒子”。或许是一时冲动，或许是因为年轻而摆酷，德布罗意来到了一派宗师朗之万门下读研究生。从此，德布罗意走出了一道足以让让任何传奇都黯然失色的人生轨迹。
二
历史上德布罗意到底花了多少精力去读他的研究生也许已经很难说清，事实上德布罗意在他的5年研究生生涯中几乎是一事无成。事实上也可以想象，一个此前对物理一窍不通的中世纪史爱好者很难真正的在物理上去做些什么。白驹过隙般的五年转眼就过去了，德布罗意开始要为他的博士论文发愁了。其实德布罗意大约只是明白普朗克爱因斯坦那帮家伙一直在说什么波就是粒子，(事实上对于普朗克大约不能用“一直”二字，此时的普朗克已经完全抛弃自己当初的量子假设，又回到了经典的旧框架。)而真正其中包含的物理，他能理解多少大约只有上帝清楚。五年的尽头，也就是在1924，德布罗意终于提交了自己的博士论文。他的博士论文只有一页纸多一点，不过可以猜想这一页多一点的一份论文大约已经让德布罗意很头疼了，只可惜当时没有枪手可以雇来帮忙写博士论文。他的博士论文只是说了一个猜想，既然波可以是粒子，那么反过来粒子也可以是波。而进一步德布罗意提出波的波矢和角频率与粒子动量和能量的关系是：
动量＝普朗克常数/波矢
能量＝普朗克常数*角频率
这就是他的论文里提出的两个公式。而这两个公式的提出也完全是因为在爱因斯坦解释光电效应的时候提出光子的动量和能量与光的参数满足这一关系。可以想象这样一个博士论文会得到怎样的回应。在对论文是否通过的投票之前，德布罗意的老板朗之万就事先得知论文评审委员会的六位教授中有三位已明确表态会投反对票。本来在欧洲，一个学生苦读数年都拿不到学位是件很正常的事情，时至今日的欧洲也依然如此。何况德布罗意本来就是这么一个来混日子的花花公子。
然而这次偏偏又有些不一样---德布罗意的父亲又是一位权高望众的内阁部长，而德布罗意在此厮混五年最后连一个Ph.D都没拿到，双方面子上自然也有些挂不住。情急之中，朗之万往他的一个好朋友那里寄了一封信。当初的朗之万是不是碍于情面想帮德布罗意混得一个PhD已不得而知，然而事实上，这一封信却改变了科学发展的轨迹。
三
这封信的收信人是爱因斯坦。信的内容大致如下：
尊敬的爱因斯坦阁下：
在我这里有一位研究生，已经攻读了五年的博士学位，如今即将毕业，在他提交的毕业论文中有一些新的想法…请对他的论文作出您的评价。另外顺便向您提及，该研究生的父亲是弊国的一位伯爵，内阁的**部长，若您……，将来您来法国定会受到隆重的接待朗之万在信中，大约朗之万的潜台词似乎就是如果您不肯给个面子，呵呵，以后就甭来法国了。不知是出于知趣，还是出于当年自己的离经叛道而产生的惺惺相惜，爱因斯坦很客气回了一封信，大意是该论文里有一些很新很有趣的思想云云。此时的爱因斯坦虽不属于任何名门望派，却已独步于江湖，颇有威望。有了爱因斯坦的这一封信，评审委员会的几位教授也不好再多说些什么了。于是，皆大欢喜。
浪荡子弟德布罗意就这样攻读下了他的PhD(博士)。而按照当时欧洲的学术传统，朗之万则将德布罗意的博士论文印成若干份分寄到了欧洲各大学的物理系。大约所有人都以为事情会就此了结，多少年以后德布罗意那篇很新很有趣的博士论文也就被埋藏到了档案堆里了。德布罗意大约也就从此以一个PhD的身份继续自己的浪荡生活。但历史总是喜欢用偶然来开一些玩笑，而这种玩笑中往往也就顺带着改变了许多人的命运。在朗之万寄出的博士论文中，有一份来到了维也纳大学。
四
1926年初。维也纳。当时在维也纳大学主持物理学术活动的教授是德拜，他收到这份博士论文后，将它交给了他的组里面一位已经年届中年的讲师。这位讲师接到的任务是在两周后的Seminar(学术例会)上将该博士论讲一下。这位老讲师大约早已适应了他现在这种不知算是平庸还是算是平静的生活，可以想象，一个已到不惑之年而仍然只在讲师的位置上晃荡的人，其学术前途自然是朦胧而晦暗。而大约也正因为这位讲师的这种地位才使得它可以获得这个任务，因为德拜将任务交给这位讲师时的理由正是你现在研究的问题不很重要，不如给我们讲讲德布罗意的论文吧。这位讲师的名字叫做---薛定谔(Schrodinger)！在接下来的两周里，薛定谔仔细的读了一下德布罗意的博士论文，其实从内容上来讲也许根本就用不上“仔细”二字，德布罗意的这篇论文只不过一页纸多一点，通篇提出的式子也不过就两个而已，并且其原型是已经在爱因斯坦发表的论文中出现过的。然而论文里说的话却让薛定谔一头雾水，薛定谔只知道德布罗意大讲了一通波即粒子，粒子即波，除此之外则是不知所云。两周之后，薛定谔硬着头皮把这篇论文的内容在Seminar上讲了一下，讲者不懂，听者自然也是云里雾里，而老板德拜则做了一个客气的评价：这个年轻人的观点还是有些新颖的东西的，虽然显得很孩子气，当然也许他需要更深入一步，比如既然提到波的概念，那么总该有一个波动方程吧。多年以后有人问德拜是否后悔自己当初作出的这一个评论，德拜自我解嘲的说，你不觉得这是一个很好的评论吗？并且，德拜建议薛定谔做一做这个工作，在两周以后的seminar上再讲一下。两周以后。薛定谔再次在seminar上讲解德布罗意的论文，并且为德布罗意的波找了一个波动方程。这个方程就是薛定谔方程！当然，一开始德布罗意的那篇论文就已经认为是垃圾，而从垃圾产生出来的自然也不会离垃圾太远，于是没人真正把这个硬生生给德布罗意的波套上的方程当一回事，甚至还有人顺口编了一首打油诗讽刺薛定谔的方程：欧文用他的psi，计算起来真灵通：但psi真正代表什么，没人能够说得清。(欧文就是薛定谔，psi是薛定谔波动方程中的一个变量)。故事的情节好像又一次的要归于平庸了，然而平庸偏偏有时候就成了奇迹的理由。大约正是薛定谔的平庸使得它对自己的这个波动方程的平庸有些心有不甘，他决定再在这个方程中撞一撞运气。
五
上面讲到的情节放到当时的大环境中来看就好像是湖水下的一场大地震---从湖面上看来却是风平浪静。下面请允许我暂时停止对老讲师薛定谔的追踪，而回过头来看一看这两年发生在物理学界这个大湖表面的风浪。此前，玻尔由普朗克和爱因斯坦的理论的启发提出了著名的三部曲，解释了氢光谱，在这十几年的发展当中，由玻尔掌门的哥本哈根学派已然是量子理论界的少林武当。1925，玻尔的得意弟子海森堡提出了著名的矩阵力学，进一步抛弃经典概念，揭示量子图像，精确的解释了许多现象，已经成为哥本哈根学派的镇门之宝---量子届的“屠龙宝刀” 。不过在当时懂矩阵的物理学家没有几个，所以矩阵力学的影响力仍然有限。事实上就是海森堡本人也并不懂矩阵，而只是在他的理论出炉之后哥本哈根学派的另一位弟子玻恩告诉海森堡他用的东西在数学中就是矩阵。再回过头来再关注一下我们那个生活风平浪静的老讲师薛定谔在干些什么---我指的是在薛定谔讲解他的波动方程之后的两个星期里。事实上此时的他正浸在温柔乡中---带着他的情妇在维也纳的某个滑雪场滑雪。不知道是宜人的风景，总之是冥冥之中有某种东西，给了薛定谔一个灵感，而就是这一个灵感，改变了物理学发展的轨迹。薛定谔从他的方程中得出了玻尔的氢原子理论！
六
倚天一出，天下大惊。从此谁也不敢再把薛定谔的波动方程当成nonsense了。哥本哈根学派的掌门人玻尔更是大为惊诧，于是将薛定谔请到哥本哈根，详细切磋量子之精妙。然而让玻尔遗憾的是，在十天的漫长切磋中，两个人根本都不懂对方在说些什么。在一场让两个人都疲惫不堪却又毫无结果的哥本哈根论剑之后，薛定谔回到了维也纳。薛定谔回到了维也纳之后仍然继续做了一工作，他证明了海森堡的矩阵力学和他的波动方程表述的量子论其实只是不同的描述方式。从此倚天、屠龙合而为一。此后，薛定谔虽也试图从更基本的假设出发导出更基本的方程，但终究没有成功，而不久，他也对这个失去了兴趣，转而去研究生命是什么。历史则继续着演义他的历史喜剧。德布罗意，薛定谔都在这场喜剧中成为诺奖得主而名垂青史。
尾声
其实在这一段让人啼笑皆非的历史当中，上帝还是保留了某种公正的。薛定谔得出它的波动方程仅在海森堡的矩阵力学的的诞生一年之后，倘若上帝把这个玩笑开得更大一点，让薛定谔在1925年之前就导出薛定谔方程，那恐怕矩阵力学就根本不可能诞生了(波动方程也就是偏微分方程的理论是为大多数物理学家所熟悉的，而矩阵在当时则没有多少人懂)。如此则此前在量子领域已辛苦奋斗了十几年的哥本哈根学派就真要吐血了！薛定谔方程虽然搞出了这么一个波动方程，却并不能真正理解这个方程精髓之处，而对它的方程给出了一个错误的解释---也许命中注定不该属于他的东西终究就不会让他得到。对薛定谔方程的正确解释是有哥本哈根学派的玻恩作出的。(当然玻恩的解释也让物理界另一位大师---爱因斯坦极为震怒，至死也念念不忘“上帝不会用掷色子来决定这个世界的”，此为后话)。
