路易·德布罗意

第七代布罗意公爵路易·维克多·德布罗意（，；）是法國物理學家，法國外交和政治世家布罗伊公爵家族的後代。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。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
路易·德布羅意生於法国濱海塞納省的迪耶普。父親是，母親是。路易是家裡最年幼的兒子。路易的哥哥摩里斯·德布羅意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。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學校让松·德·萨伊中学讀書。

路易天資聰穎，記憶力超群，讀書過目不忘。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。中學畢業後，他進入了索邦大學就讀。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》（La Science et l'Hypothèse）與《科學的價值》（La Valeur de la Science），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

電子的內在时钟之猜想
在他1924的論文中，德布罗意猜想電子具有一種內在「時鐘」，是某種機制的一部分，通過這種機制，導航波得以引導粒子。 後來David Hestenes提議這可能与埃尔温·薛定谔提出的顫動存在關聯。

驗證這個內在時鐘猜想以及測量其頻率的嘗試迄今未有定論。 最近的實驗數據至少与德布罗意的猜想相容。

物質的非零性与可變性
德布罗意認爲，中微子和光子具有非零的靜止質量，雖然極其微小。他理論的一致性需要給光子賦予一個非零質量。順帶一提，對光子零質量假說持否定態度使他對宇宙膨脹假說抱有疑問。

此外，他認爲粒子的真實質量不是恒定的，而是可變的，並且每個粒子可以比擬成一部熱力學裝置，該裝置等價于作用量的環路積分。

最小作用量原理的普適化
在他1924年論文的第二部分，德布罗意使用了力學的最小作用量原理的等價形式以及費馬的光學原理:

「費馬原理應用到相位波時等同於皮埃爾·莫佩爾蒂原理應用到運動物體，運動物體可能的軌迹等同於波可能的輻射線。」

這種等價在早一個世紀以前由哈密顿指出，並在1830年出版，但在那個時代，沒有實驗給涉及原子現象的物理基本原理提供證據。

直至最後，德布罗意都似乎是最致力於探求作用量元(dimension of action)(已由普朗克在20世紀初表明是唯一萬象包罗的量)以及熵元(dimension of entropy)的物理學者。

自然法則的二元性
跟主張「譲矛盾消失」(正如玻恩認爲可以用統計性的方法辦到)大不相同，德布罗意不但把波粒二重性推廣到所有粒子(和晶體)，還把二元性原则推廣到自然法則。

他最後的工作是運用熱力學和力學兩大物理系統的原理(熱力學、流體力學、哈密頓力學、波動力學等)構建了一個單一的理論體系(雙解理論(Double-solution)):

這個思想看起來和連續-不連續二元性(continuous–discontinuous duality)相符，因爲一旦假設了到連續極限(continuous limits)的轉換序列，其動力學就是其熱力學的極限狀態。這也和莱布尼茨的思想相近。莱布尼茨斷言了宗構原則(architectonic principle)在完善力學法則體系時的必要性。

但據他而言，相較之下，它顯露的二元性少於其一是其二之極限且總能量守恒的體系，正如在他的第一表達式中，左項屬于力學，而右項屬于光學:
: m c^2 = h \nu

光的中微子理論
這個理論提出，光子等價于兩個狄拉克中微子的融合。它顯示，這兩個粒子的重心的運動遵循馬克士威方程組 -- 這暗示，中微子和光子都有非零的靜止質量，雖然極其微小。

孤立粒子的隱熱力學
孤立粒子的隱熱力學(Hidden thermodynamics of isolated particles)被德布罗意作爲重要組成引入到雙解理論體系中。它嘗試把費馬、莫佩爾蒂、卡諾的原理相結合。
在這個理論中，通過一個方程關聯起這僅有的兩個萬有元(universal dimension)，作用量變成熵的某種反面物:
:{\text{action}\over h} = -{\text{entropy}\over k}
由此，這個理論在不確定性原理和作用量極值偏差、以及對應於熵减的偏差之間建立了關聯。

出版書籍

• 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

• 德布羅意假說
• 物質波
• 波耳模型
• 不確定性原理

参考资料

• [http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1929/broglie-bio.html 诺贝尔官方网站关于路易·德布罗意简介]
• MacTutor物理名人網頁： 。

*

• Edward MacKinnon, "DeBroglie's Thesis: A Critical Retrospective", American Journal of Physics 44（（1976）,1047-1055

注释
外部連結

• [https://web.archive.org/web/20090718060614/http://www.ensmp.fr/aflb/institut.html 路易·德布羅意學院]
• 德布羅意博士論文英文翻譯版：，翻譯者。
• 法蘭西學術院關於路易·德布羅意的簡介：。