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[物理学家小传]:德布罗意

已有 5154 次阅读 2008-2-27 19:34 |个人分类:物理学家小传

物理学历史上的Nobel Prize给的最有意思的其中一次就是德布罗意了。获奖的依据是他的博士论文,传说中这家伙的博士论文可谓是最短的——只有仅仅不到两页,包括标题摘要在内,而且通篇论文就两个公式,这两个公式简单到连初中生都会写。但最伟大的往往就在这最简单的里面,这两个公式蕴涵的内容足以让物理学翻天覆地了,二十世纪的物理学就诞生在这两个公式的思想里面。
德布罗意是个花花公子,他老爸是内阁大臣,官位显赫,他的生活可谓是衣来伸手、饭来张口,无忧无虑。吃饱了没事干,德布罗意也得意地研究他喜欢的东东,起初是中世纪史,也就是说,他的专业是历史。后来Plank和Einstein等人搞出来什么量子说,于是物理学一下子热门起来,德布罗意耐不住寂寞,移情别恋到了物理学。学物理就学物理吧,老爸很无奈地说,不过好歹得找个好老板。于是推荐到了一派宗师朗之万门下读博士。学历史的德布罗意研究物理发现索然无味,眼看就要毕业,得抓紧时间整一篇博士论文。于是就当时些人争论说光是波还是粒子这些问题,德布罗意突发奇想:既然你说波是粒子,那么粒子也是波咯?在名师门下熬了五年后,终于他提交了自己的博士论文。两页纸,两个公式,一个当时看似无聊的观点。
可以想象,这样的博士论文会是遭到怎么样的结果。答辩委员会成员在答辩会之前就说要投反对票,朗之万急了,不能不给内阁大臣面子啊!于是他把论文寄给了小爱,附上一句话,说是内阁大臣的儿子博士论文,你看看该怎么办?小爱也很识趣,很快回信,高度赞扬了这篇短文。Einstein的威望足以说明一切,于是德布罗意的博士学位到手了。
德布罗意从此是个物理学博士,继续他花花公子的生活。要是如此,他也不可能拿Nobel。有意思的是,按照欧洲传递每一篇博士论文的惯例,论文到了维也纳大学。另一个大物理学家德拜看了一眼,觉得没啥意思,就随手给了他手下的一个讲师,说反正大家都不愿意看,你就给大伙讲一讲它的内容吧。这位年轻的讲师一直想混个教授而不得,如今似乎机会来了,于是他认真看了,还是不知所云,硬着头皮并作完报告,台下还是一头雾水。德拜站起来说:“这年青人虽然有点孩子气,可是观点也许还算新颖。既然你说粒子是波,那总得搞个波动方程吧?”这个任务就交给了这位讲师,两周后,这位伟大的讲师拿出了他的方程,这就是薛定谔方程!这位叫薛定谔的奥地利人成为了量子力学重要奠基人之一。(量子力学有几种表达方式,他们的创立者分别是:薛定谔-波动形式,海森堡-矩阵形式,费曼-路径积分形式,狄拉克-算符表达形式。事实上,薛定谔发现波动形式之前,海森堡就弄出了矩阵形式,后来薛定谔证明了波动形式和矩阵形式等价,在后来狄拉克用算符统一了两种形式,而费曼则别出心裁弄了个路径积分形式。)
德布罗意要感谢薛定谔,他的波动方式让他的波闻名世界,直到捧了个nobel回家。从此物理课本上多了一段让人费解的话。光既是粒子也是波,既不是粒子也不是波,或者说不是经典的粒子也不是经典的波。这里“经典”其实是和“量子”相对而言的。这段话很拗口,后来就有啥物质波、概率波等等之类的说法,当然大部分是迷糊人乱说的,说错了还不负责。真正的含义要从薛定谔方程里找,可这个含义薛定谔自己没找到,最后被老波恩找到了,这位海森堡的导师在量子力学的尾声里终于拣到了一个Nobel。
德布罗意的故事告诉我们:
一、 即使你不懂物理,只要有大胆的尝试,也许会有意外的收获;
二、 有一个有钱有权的老爸很重要,他不仅能白送你一个PhD,还能顺带梢个炸药奖;
三、 不要放弃任何机会,哪怕你只是一个无名的讲师。


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