關於德布羅意一頁紙的博士論文
(2015-01-26 10:20:28)
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近來微信中流傳著幾個物理界泰鬥的段子,其中比較顯眼的是法國物理學家德布羅意Louis de Broglie的博士論文隻有一頁之長的說法。我十分之存疑,便去查考了下。找到了這篇論文的英文翻譯http://aflb.ensmp.fr/LDB-oeuvres/De_Broglie_Kracklauer.pdf。這篇英文翻譯是從1927年的德文版翻譯過來。原法語論文遞交於1924年。這篇論文的英文翻譯版長73頁,包括插圖六張和公式若幹。73頁的博士論文當然不算很長,但也實在沒有傳說中的一頁那麽短。
這篇博士論文的法文標題是Recherches sur la théorie des quanta, 翻作英文是 Research on the Theory of the Quanta,翻作中文是 “關於量子理論的研究”。這篇論文最重要的貢獻是提出了粒子波(particle waves) 的假設,是一個基於哲學思考的假設。1905年,愛因斯坦提出了光波的量子理論,並因此於1921年獲得諾貝爾物理學獎。德布羅意論文的中心思想就是說,既然光作為一種電磁波可以具有粒子性,而諸如電子質子之類的粒子應當也具有波動性。他並且從愛因斯坦的質能方程E=mc2出發,推導出了粒子波的波長應為 L=h/p,與粒子的動量成反比,被稱為得布羅意波長。
電子的波動屬性,數年後被喬治 湯姆森的電子衍射實驗證明。巧合的是,電子作為粒子的存在是喬治的老爸J. J. Thomson於1897年用陰極射線管發現並證明的。老小二位湯姆森也因為對電子的粒子性和波動性的各自實驗論證,獲得了諾貝爾獎。
德布羅意後來奮戰在理論物理的研究和教學第一線,直到70歲退休。除了諾獎,他還獲得過歐洲和法國各種大大小小的科學獎,並在各種科學協會中擔任職務。非常值得一提的是,位於瑞士和法國邊境的CERN (歐洲粒子物理研究所)的建立,得益於德布羅意的提案。世界最大的粒子對撞機就位於此,最近剛剛完成了發現Higgs Bosons (希格斯波色子)的實驗。
網上把德布羅意說成無所事事便進入物理圈混日子的富二代,實在不能令人苟同。對自然世界和人類社會新知的獲得,是多人多年努力和思考後一點一滴的積累,靈感決不是坐在那裏呆望天空就能掉到頭上來的。我們總喜歡流傳牛頓被蘋果擊中才發現了萬有引力,卻不講他對伽利略等人研究成果的多年研究。當我們在讚歎羨慕別人取得的結果時,千萬別忘了別人在收獲成果之前的辛勤勞動,當然還有別人的天賦。另外,德布羅意終身未婚,也沒有孩子。
最近,張堯學院士提出的“透明計算”獲得了國家自然科學獎一等獎,引來各種輿論嘩然以及扒皮和刪貼。真正基礎的理論不會被曆史湮沒也不必自我辯白,自然界本身會慢慢提供證據。諾貝爾獎之所以舉世聞名,也實在是因為他尊重自然本身的規律,以至於他所評出的很多自然科學獎確實有推動人類社會進步的作用。如果諾獎的評選也隻是聽命於幾個領導的意誌,那也不會成為一個大眾皆知的獎項,也不至國人對諾獎總有那麽多揮之不去的耿耿於懷。