近来微信中流传着几个物理界泰斗的段子,其中比较显眼的是法国物理学家德布罗意Louis de Broglie的博士论文只有一页之长的说法。我十分之存疑,便去查考了下。找到了这篇论文的英文翻译http://aflb.ensmp.fr/LDB-oeuvres/De_Broglie_Kracklauer.pdf。这篇英文翻译是从1927年的德文版翻译过来。原法语论文递交于1924年。这篇论文的英文翻译版长73页,包括插图六张和公式若干。73页的博士论文当然不算很长,但也实在没有传说中的一页那么短。
这篇博士论文的法文标题是Recherches sur la théorie des quanta, 翻作英文是 Research on the Theory of the Quanta,翻作中文是 “关于量子理论的研究”。这篇论文最重要的贡献是提出了粒子波(particle waves) 的假设,是一个基于哲学思考的假设。1905年,爱因斯坦提出了光波的量子理论,并因此于1921年获得诺贝尔物理学奖。德布罗意论文的中心思想就是说,既然光作为一种电磁波可以具有粒子性,而诸如电子质子之类的粒子应当也具有波动性。他并且从爱因斯坦的质能方程E=mc2出发,推导出了粒子波的波长应为 L=h/p,与粒子的动量成反比,被称为得布罗意波长。
电子的波动属性,数年后被乔治 汤姆森的电子衍射实验证明。巧合的是,电子作为粒子的存在是乔治的老爸J. J. Thomson于1897年用阴极射线管发现并证明的。老小二位汤姆森也因为对电子的粒子性和波动性的各自实验论证,获得了诺贝尔奖。
德布罗意后来奋战在理论物理的研究和教学第一线,直到70岁退休。除了诺奖,他还获得过欧洲和法国各种大大小小的科学奖,并在各种科学协会中担任职务。非常值得一提的是,位于瑞士和法国边境的CERN (欧洲粒子物理研究所)的建立,得益于德布罗意的提案。世界最大的粒子对撞机就位于此,最近刚刚完成了发现Higgs Bosons (希格斯波色子)的实验。
网上把德布罗意说成无所事事便进入物理圈混日子的富二代,实在不能令人苟同。对自然世界和人类社会新知的获得,是多人多年努力和思考后一点一滴的积累,灵感决不是坐在那里呆望天空就能掉到头上来的。我们总喜欢流传牛顿被苹果击中才发现了万有引力,却不讲他对伽利略等人研究成果的多年研究。当我们在赞叹羡慕别人取得的结果时,千万别忘了别人在收获成果之前的辛勤劳动,当然还有别人的天赋。另外,德布罗意终身未婚,也没有孩子。
最近,张尧学院士提出的“透明计算”获得了国家自然科学奖一等奖,引来各种舆论哗然以及扒皮和删贴。真正基础的理论不会被历史湮没也不必自我辩白,自然界本身会慢慢提供证据。诺贝尔奖之所以举世闻名,也实在是因为他尊重自然本身的规律,以至于他所评出的很多自然科学奖确实有推动人类社会进步的作用。如果诺奖的评选也只是听命于几个领导的意志,那也不会成为一个大众皆知的奖项,也不至国人对诺奖总有那么多挥之不去的耿耿于怀。