Эта статья входит в число избранных

Де Бройль, Луи

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Стабильная версия, проверенная 14 декабря 2025.
Перейти к навигацииПерейти к поиску
Запрос «де Бройль» перенаправляется сюда; см. такжедругие значения.
Луи де Бройль
фр. Louis de Broglie
Имя при рождениифр. Louis Victor Pierre Raymond de Broglie[3]
Дата рождения15 августа1892(1892-08-15)[1][2][…]
Место рожденияДьеп (Франция)
Дата смерти19 марта1987(1987-03-19)[1][2][…](94 года)
Место смертиЛувесьен (Франция)
Страна
Род деятельностифизик
Научная сфератеоретическая физика
Место работыСорбонна
Альма-матерСорбонна
Учёная степеньдоктор[вд][4] (1924)
Научный руководительМорис де Бройль
Поль Ланжевен
УченикиЖан-Пьер Вижье
Известен какодин из основоположниковквантовой механики
Награды и премии
АвтографИзображение автографа
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Луи Виктор Пьер Раймон, 7-й герцогБрольи, более известный какЛуи де Бройль (фр. Louis-Victor-Pierre-Raymond, 7ème duc de Broglie, Louis de Broglie;15 августа1892,Дьеп —19 марта1987,Лувесьен) — французскийфизик-теоретик, один из основоположниковквантовой механики, лауреатНобелевской премии по физике за 1929 год, членФранцузской академии наук (с 1933 года) и её непременный секретарь (с 1942 года), членФранцузской академии (с 1944 года).

Луи де Бройль является автором работ по фундаментальным проблемамквантовой теории. Ему принадлежит гипотеза о волновых свойствах материальных частиц (волны де Бройля, или волны материи), положившая начало развитиюволновой механики. Он предложил оригинальную интерпретацию квантовой механики (теория волны-пилота, теория двойного решения), развивал релятивистскую теорию частиц с произвольнымспином, в частностифотонов (нейтринная теория света), занимался вопросамирадиофизики,классической иквантовой теориями поля,термодинамики и других разделов физики.

Содержание

Биография

[править |править код]

Происхождение и образование

[править |править код]

Луи де Бройль принадлежал к известной аристократической фамилииБрольи, представители которой на протяжении нескольких веков занимали во Франции важные военные и политические посты. Отец будущего физика,Луи-Альфонс-Виктор (фр. Victor de Broglie; 1846—1906), 5-й герцогде Брольи, был женат на Полине д’Армай (Pauline d’Armaille), внучкенаполеоновского генералаФилиппа Поля де Сегюра. У них было пятеро детей; помимо Луи, это: Альбертина (1872—1946), впоследствии маркиза де Луппе (Marquise de Luppé);Морис (1875—1960), впоследствии известный физик-экспериментатор; Филипп (1881—1890), умерший за два года до рождения Луи, иПолина, графиня де Панж (фр. Comtesse de Pange; 1888—1972), впоследствии известный литератор[5]. Будучи самым младшим ребёнком в семье, Луи рос в относительном уединении, много читал, увлекался историей, в особенности политической. С раннего детства он отличался хорошей памятью и мог безошибочно прочесть отрывок из театральной постановки или назвать полный список министровТретьей республики. Ему прочили большое будущее на государственном поприще[6]. Де Бройли проживали на своей вилле вДьепе или в своих поместьях вНормандии иАнжу[5]. В1901 году семья окончательно переехала в Париж, где отец стал членомНациональной ассамблеи[7].

Герб рода Брольи

Юный Луи де Бройль обучался дома под руководством частных учителей-священников — сначала отца Дюпюи (Dupuis), а затем отца Шане (Chanet). После смерти главы семьи в1906 году старший брат Морис, ставший новым герцогом де Брольи, взял на себя заботу об образовании младшего, отправив того в престижныйлицей Жансон-де-Сайи. Здесь Луи, унаследовавший титул князя (prince)Священной Римской империи, обучался три года и в1909 году получил степени бакалавра (Baccalauréat) по философии и математике. Он хорошо учился по таким предметам как французский язык, история, физика, философия, показывал средние результаты по математике, химии и географии, слабо владел рисованием и иностранными языками. В восемнадцатилетнем возрасте Луи де Бройль поступил вПарижский университет, где поначалу изучал историю и право, однако вскоре разочаровался в этих дисциплинах и методах их преподавания. В то же время его не привлекала военная или дипломатическая карьера, обычная в его роду. По воспоминаниям Мориса де Бройля, во время этого кризиса размышления брата оказались направлены на нерешённые проблемы теоретической физики, тесно связанные с философией науки. Этому способствовали посещение курсов по «специальной математике», чтение трудовАнри Пуанкаре и изучение материалов первогоСольвеевского конгресса (1911), одним из секретарей которого работал Морис[6]. В результате чтения записей дискуссий, происходивших на этой конференции, как писал спустя много лет сам Луи де Бройль, он«решил посвятить все свои силы выяснению истинной природы введённых за десять лет до этого в теоретическую физикуМаксом Планком таинственных квантов, глубокий смысл которых ещё мало кто понимал»[8]. Полностью обратившись к изучению физики, в1913 году он окончил университет, получив степеньлиценциата наук (licence ès sciences)[6]. Увлечение наукой глубоко повлияло на характер Луи де Бройля. Как писала в своих мемуарах графиня де Панж,

Дружелюбный и очаровательный маленький князь, которого я знала на протяжении всего детства, навсегда исчез. С решимостью и поразительной смелостью он постепенно, с каждым месяцем превращал себя в строгого учёного, ведущего монашескую жизнь.

Оригинальный текст (англ.)
The amiable petit prince and charmer that I had known all through my childhood had disappeared forever. With a determination and an admirable courage he was transforming himself little-by-little every month into an austere scientist leading a monastic life.
Цит. поM. J. Nye. Aristocratic Culture and the Pursuit of Science: The De Broglies in Modern France // Isis. — 1997. — Vol. 88. — P. 406.

Служба в армии. Научная и педагогическая карьера

[править |править код]

После окончания обучения Луи де Бройль в качестве простого сапёра присоединился к инженерным войскам для прохождения обязательной службы. Она началась в форте Мон-Валерьен (Mont Valérien), однако вскоре по инициативе брата он был прикомандирован к Службе беспроводных коммуникаций и работал наЭйфелевой башне, где находился радиопередатчик. Луи де Бройль оставался на военной службе в течение всейПервой мировой войны, занимаясь чисто техническими вопросами. В частности, совместно сЛеоном Бриллюэном и братом Морисом он участвовал в налаживании беспроводной связи с подводными лодками. Князь Луи был демобилизован в августе1919 года в званииунтер-офицера (adjudant). Впоследствии учёный с сожалением говорил о шести годах своей жизни, прошедших в отрыве от фундаментальных проблем науки, интересовавших его[6][9].

После демобилизации Луи де Бройль продолжил обучение на факультете точных наук с целью получениядокторской степени. Здесь он посещал лекцииПоля Ланжевена потеории относительности, которые произвели на него большое впечатление[10]. Известно также, что молодой учёный регулярно приходил вШколу физики и химии, чтобы обсудить свои результаты и мысли с Ланжевеном и Леоном Бриллюэном[7]. Одновременно князь Луи приступил к исследованиям в частной лаборатории своегобрата Мориса. Научные интересы последнего касались свойстврентгеновских лучей ифотоэффекта; этой тематике были посвящены и первые работы Луи, написанные с братом или самостоятельно. В1923 году младший де Бройль высказал свою знаменитую идею о волновых свойствах материальных частиц, давшую начало развитиюволновой механики. После создания формализма этой теории учёный принял активное участие в обсуждении её интерпретации, предложив свой вариант. В последующие годы он продолжал разрабатывать различные вопросы квантовой теории[6]. Характеризуя способ мышления де Бройля, его ученик и ближайший сотрудникЖорж Лошак[англ.] писал:

Для Луи де Бройля характерно интуитивное мышление посредством простых конкретных и реалистических образов, присущих трёхмерному физическому пространству. <…> …отдавая себе отчёт в силе и строгости абстрактных рассуждений, он вместе с тем убеждён в том, что вся суть всё-таки в конкретных образах, всегда неясных и неустойчивых, без конца пересматриваемых и чаще всего отвергаемых как более или менее ложные. <…> …мне представляется, что в творчестве де Бройля были два ключа. Первый из них — это, очевидно, История. Он столько её изучал, что, как он мне однажды сказал, прочитал, наверное, больше книг по истории, чем по физике… Эти занятия не были для него своего рода любопытством или увлечением культурного человека, они являлись одновременно движущей силой его духа и питательной почвой для его мыслей… Вторым ключом в его творчестве была наглядность… Для де Бройля понимать — значит наглядно представлять.

Ж. Лошак. Эволюция идей Луи де Бройля относительно интерпретации волновой механики //Л. де Бройль. Соотношения неопределённостей Гейзенберга и вероятностная интерпретация волновой механики (С критическими замечаниями автора). —М.: Мир, 1986. —С. 16, 21, 26.

В1928 году Луи де Бройль начал свою преподавательскую деятельность на факультете естественных наук Парижского университета, а в1933 году возглавил кафедру теоретической физикиИнститута Анри Пуанкаре. Он руководил еженедельным семинаром и научной работой аспирантов, хотя с годами, по мере того, как он всё более удалялся от основного направления развития науки, учеников становилось всё меньше. На протяжении многих лет (до выхода в отставку в1962 году) де Бройль читал курсы лекций по волновой механике, её различным аспектам и приложениям; многие из этих курсов были изданы в книжной форме[6]. Отмечая превосходные качества этих книг, известный физикАнатоль Абрагам, однако, писал, что

…как лектор в аудитории он был скучен. Начиная точно в срок, он читал своим высоким голосом и до некоторой степени монотонно с больших листов, исписанных стенографическими значками. Он всегда останавливался точно в конце часа [лекции] и немедленно уходил. Если кто-либо хотел задать вопрос, то запрашивал о встрече, которая всегда предоставлялась и во время которой, следует сказать, он [де Бройль] прилагал большие усилия, чтобы разъяснить непонятное. Но мало кто шёл на этот шаг, и через некоторое время, вместо посещения лекций, предпочтение отдавалось изучению его прекрасно написанных книг.

Оригинальный текст (англ.)
(…as a lecturer in a classroom he was uninspiring. Starting scrupulously on time, he read in his high pitched voice and in a somewhat monotonous tone from a sheaf of large sheets written in longhand. He always stopped sharply at the end of the hour and departed immediately. If one wanted to ask a question one requested an appointment, always granted, where it must be said he took great pains to explain a difficulty. But few went to that length and after a while rather than attend the lectures one preferred to study his beautifully written books.
A. Abragam. Louis Victor Pierre Raymond de Broglie // Biogr. Mems Fell. Roy. Soc. — 1988. — Vol. 34. — P. 37.
Вид на Французскую академию со стороныМоста Искусств

В1933 году Луи де Бройль почти единодушно (исключение составили лишь два голоса) был избран членомФранцузской академии наук. В1942 году он стал её непременным секретарём (Secrétaire Perpétuel) и занимал эту должность до1975 года, когда ушёл в отставку. Специально для него был учреждён пост почётного непременного секретаря (Secrétaire Perpétuel d’Honneur)[6]. 12 октября 1944 года де Бройль был избран членомФранцузской академии (его предшественником был математикЭмиль Пикар) и 31 мая 1945 года был торжественно принят в число сорока «бессмертных» своим собственным братом Морисом[11]. В1945 году он был назначен советником Комиссии по атомной энергии Франции. За его научно-популярные работыЮНЕСКО присудила ему первуюпремию Калинги (1952)[9]. В1973 году был основан Фонд Луи де Бройля (Fondation Louis de Broglie) для поддержки исследований фундаментальных проблем физики[12].

Луи де Бройль никогда не был женат, редко выезжал за границу. После смерти матери в 1928 году большой семейный дворец в Париже был продан, и Луи обосновался в небольшом доме наRue Perronet вНёйи-сюр-Сен, где уединённо прожил всю оставшуюся жизнь. Он никогда не владел автомобилем, предпочитая передвигаться пешком или на метро, никогда не ездил отдыхать и каждое лето проводил в Париже. В1960 году, после смерти Мориса, не имевшего детей, Луи де Бройль унаследовал герцогский титул. Как свидетельствует Абрагам, де Бройль был человеком застенчивым, никогда не повышал голос и был со всеми вежлив. Он был неразговорчив, однако из-под его пера вышло большое число научных и научно-популярных сочинений. Учёный скончался вЛувесьене (Louveciennes) 19 марта 1987 года на 95-м году жизни[6].

Научная деятельность

[править |править код]

Физика рентгеновского излучения и фотоэффекта

[править |править код]

Первые работы Луи де Бройля (начало 1920-х годов) были выполнены в лаборатории егостаршего брата Мориса и касались особенностейфотоэлектрического эффекта и свойстврентгеновских лучей. В этих публикациях рассматривалось поглощение рентгеновских лучей и содержалось описание этого явления с помощьютеории Бора, применялись квантовые принципы к интерпретацииспектров фотоэлектронов, давалась систематическая классификация рентгеновских спектров[6]. Исследования рентгеновских спектров имели важное значение для выяснения структуры внутренних электронных оболочек атомов (оптические спектры определяются внешними оболочками). Так, результаты экспериментов, проведённых вместе с Александром Довийе (Alexandre Dauvillier), позволили выявить недостатки существовавших схем распределения электронов в атомах; эти трудности были устранены в работеЭдмунда Стоунера[13]. Другим результатом было выяснение недостаточностиформулы Зоммерфельда для определения положения линий в рентгеновских спектрах; это расхождение было ликвидировано после открытияспина электрона[14]. В 1925 и 1926 годах ленинградский профессорОрест Хвольсон выдвигал кандидатуру братьев де Бройль наНобелевскую премию за работы по физике рентгеновских лучей[5].

Волны материи

[править |править код]

Изучение природы рентгеновского излучения и обсуждение его свойств с братом Морисом, который считал эти лучи какой-то комбинацией волн и частиц, способствовали осознанию Луи де Бройлем необходимости построения теории, связывающей корпускулярные и волновые представления. Кроме того, он был знаком с работами (1919—1922)Марселя Бриллюэна, в которых предлагалась гидродинамическая модель атома и делалась попытка связать её с результатами теории Бора. Исходным пунктом в работе Луи де Бройля стала идея А. Эйнштейна оквантах света. В своей первой статье на эту тему, опубликованной в1922 году, французский учёный рассмотрел излучениечёрного тела как газ световых квантов и, пользуясь классическойстатистической механикой, вывел в рамках такого представлениязакон излучения Вина. В следующей своей публикации он попытался согласовать концепцию световых квантов с явлениямиинтерференции идифракции и пришёл к заключению о необходимости связать с квантами некоторую периодичность[15]. При этом световые кванты трактовались им как релятивистские частицы очень малой массы[7].

Оставалось распространить волновые соображения на любые массивные частицы, и летом1923 года произошёл решающий прорыв. Свои идеи де Бройль изложил в короткой заметке «Волны и кванты» (Ondes et quanta, представлена на заседанииПарижской академии наук 10 сентября 1923 года), положившей начало созданиюволновой механики. В этой работе учёный предположил, что движущаяся частица, обладающая энергиейE{\displaystyle E} и скоростьюv{\displaystyle v}, характеризуется некоторым внутренним периодическим процессом с частотойE/h{\displaystyle E/h}, гдеh{\displaystyle h} —постоянная Планка. Чтобы согласовать эти соображения, основанные на квантовом принципе, с идеямиспециальной теории относительности, де Бройль был вынужден связать с движущимся телом «фиктивную волну», которая распространяется со скоростьюc2/v{\displaystyle c^{2}/v}. Такая волна, получившая позднее название фазовой, иливолны де Бройля, в процессе движения тела остаётся согласованной по фазе с внутренним периодическим процессом. Рассмотрев затем движение электрона по замкнутой орбите, учёный показал, что требование согласования фаз непосредственно приводит к квантовому условию Бора — Зоммерфельда, то есть к квантованиюуглового момента. В следующих двух заметках (доложены на заседаниях 24 сентября и 8 октября соответственно) де Бройль пришёл к выводу, что скорость частицы равнагрупповой скорости фазовых волн, причём частица движется вдоль нормали к поверхностям равной фазы. В общем случае траектория частицы может быть определена при помощипринципа Ферма (для волн) илипринципа наименьшего действия (для частиц), что указывает на связьгеометрической оптики иклассической механики[16].

В статье, объединяющей результаты трёх заметок, Луи де Бройль писал, что,«быть может, каждое движущееся тело сопровождается волной и что разделение движения тела и распространения волны является невозможным»[17]. Следуя этим соображениям, учёный согласовал явления дифракции и интерференции с гипотезой световых квантов. Так, дифракция возникает при прохождении частицы света через отверстие, размер которого сравним с длиной фазовых волн. Более того, эти рассуждения, согласно де Бройлю, должны быть справедливы и для материальных частиц, например,электронов, что должно было стать экспериментальным подтверждением всей концепции[16]. Свидетельствадифракции электронов были обнаружены к1927 году, в первую очередь благодаря экспериментамКлинтона Дэвиссона иЛестера Джермера в США иДжорджа Паджета Томсона в Англии[18].

Поль Ланжевен

Однако в1924 году идеи Луи де Бройля о волновых свойствах частиц были лишь гипотезой. Он изложил свои результаты в развёрнутом виде в докторской диссертации «Исследования по теории квантов», защита которой состоялась в Сорбонне 25 ноября 1924 года. Экзаменационная комиссия, в которую входили четыре известных учёных — физикиЖан Перрен,Шарль-Виктор Моген (фр. Charles Victor Mauguin),Поль Ланжевен и математикЭли Картан, по достоинству оценила оригинальность полученных результатов, однако едва ли могла понять всё их значение. Исключение составлял Ланжевен, который сообщил о работе де Бройля наСольвеевском конгрессе в апреле 1924 года. По его предложению копия диссертации была посланаАльберту Эйнштейну. Реакция последнего в письме Ланжевену была ободряющей:«Он приподнял угол великого занавеса (нем. Er hat einen Zipfel der grossen Schleiers gelüftet. Интерес к этой работе Эйнштейна, который использовал её при обосновании своих соображений поквантовой статистике, привлёк внимание ведущих физиков к гипотезе де Бройля, однако мало кто в то время воспринимал её всерьёз. Следующий шаг был сделанЭрвином Шрёдингером, который, отталкиваясь от идей французского физика, в начале1926 года разработал математический формализм волновой механики[16][6]. Успехи теории Шрёдингера и экспериментальное открытие дифракции электронов привели к широкому признанию заслуг Луи де Бройля, свидетельством чего стало присуждение емуНобелевской премии по физике за 1929 год с формулировкой«за открытие волновой природы электрона»[19].

Интерпретация волновой механики. Ранние работы

[править |править код]

После выхода основополагающих работ по теории волн материи Луи де Бройль опубликовал ещё ряд небольших статей, в которых развивал и уточнял свои идеи. Эти уточнения касались таких вопросов как релятивистская формулировка соотношения между энергией частицы и частотой волны, объяснение явлений интерференции и поглощения излучения атомами за счёт распространения фазовых волн и других. В своей диссертации он также применил свою теорию к описаниюэффекта Комптона и статистического равновесия газов и к вычислению релятивистских поправок для атомаводорода. Однако физический смысл фазовых волн оставался во многом не ясен[7]. После появления в начале 1926 года работ Шрёдингера по волновой механике проблема интерпретации новой теории стала особенно острой. К концу 1927 года была в общих чертах сформулирована так называемаякопенгагенская интерпретация, основой которой стали борновская вероятностная трактовкаволновой функции,соотношения неопределённостейГейзенберга ипринцип дополнительностиБора. Луи де Бройль, независимо развивая свои идеи о волнах, связанных с частицами, пришёл к иной интерпретации, которая получила название теории двойного решения.

Луи де Бройль (1929)

Впервые теория двойного решения была представлена в статье «Волновая механика и атомная структура вещества и излучения», опубликованной вJournal de Physique в мае1927 года. В этой работе частицы были представлены как «движущиесясингулярности» волнового поля, описываемого релятивистским уравнением типауравнения Клейна — Гордона. Скорость сингулярности равна скорости частицы, а фаза определяетсядействием. Далее, воспользовавшись аналогией между классической механикой и геометрической оптикой (идентичность принципа наименьшего действия и принципа Ферма), автор показал, что скорость сингулярности в случае свободной частицы должна быть направлена вдольградиента фазы. Непрерывные же решения волнового уравнения, согласно де Бройлю, ассоциируются со случаем ансамбля частиц и имеют обычный статистический смысл (плотность ансамбля в каждой точке). Такие решения можно также трактовать как плотность ансамбля возможных решений, определяемых набором начальных условий, так что квадрат амплитуды такой волны будет определять вероятность обнаружить частицу в данном элементе объёма (вероятность в классическом смысле, как свидетельство незнания полной картины). Следующим шагом стал так называемый «принцип двойного решения», согласно которому фазы сингулярного и непрерывного решенийвсегда равны. Этот постулат«предполагает существование двух синусоидальных решений [волнового] уравнения, имеющих один и тот же фазовый коэффициент, причём одно решение представляет собой точечную сингулярность, а другое, напротив, имеет непрерывную амплитуду». Таким образом, частица-сингулярность будет двигаться вдоль градиента фазы (нормали к поверхностям равных фаз) непрерывной вероятностной волны[20][21].

Рассмотрев затем задачу о движении частицы во внешнем потенциале и перейдя к нерелятивистскому пределу, де Бройль пришёл к выводу, что наличие непрерывной волны связано с появлением влагранжиане частицы дополнительного члена, который можно трактовать как малую добавку кпотенциальной энергии. Эта добавка совпадает с так называемым «квантовым потенциалом», введённымДэвидом Бомом в1951 году. Обратившись к случаю многочастичной системы в нерелятивистском приближении, де Бройль задался вопросом, каков же смыслуравнения Шрёдингера, и дал на него следующий ответ: фаза решения уравнения Шрёдингера вконфигурационном пространстве, количество измерений которого определяется числом частиц, задаёт движение каждой частицы-сингулярности в обычном трёхмерном пространстве. Амплитуда же решения, как и ранее, характеризует плотность вероятности обнаружить систему в данном месте конфигурационного пространства. Наконец, в последнем разделе своей статьи де Бройль предложил другой взгляд на полученные результаты: вместо «принципа двойного решения», который трудно обосновать, можнопостулировать существование двух объектовразной физической природы — материальной частицы и непрерывной волны, причём последняя направляет движение первой. Такая волна получила название «волны-пилота» (l’onde pilote). Впрочем, по мнению учёного, такая интерпретация могла быть лишь предварительной мерой[22].

В целом работа де Бройля не привлекла большого внимания научного сообщества. Копенгагенская школа считала невозможным разрешить фундаментальные трудности путём возврата к детерминизму классической механики[23]. Тем не менее,Вольфганг Паули высоко оценил оригинальность идей французского учёного. Так, в письмеНильсу Бору от 6 августа 1927 года он писал:«…даже если эта статья де Бройля бьёт мимо цели (и я надеюсь, что это действительно так), она всё же очень богата идеями, очень чёткая и написана на гораздо более высоком уровне, чем ребяческие статьи Шрёдингера, который даже сегодня всё ещё думает, что может… упразднить материальные точки»[21]. Де Бройлю не удалось убедить коллег в справедливости своих представлений и во время пятогоСольвеевского конгресса (октябрь 1927 года), где он сделал доклад о своей предварительнойтеории волны-пилота, лишь вскользь затронув идею двойного решения. Исходя из требования согласования с классической механикой в соответствующем пределе, он постулировал фундаментальное уравнение движения в виде пропорциональности скорости частицы градиенту фазы вероятностной волны-пилота, описываемой уравнением Шрёдингера. Затем он рассмотрел ряд конкретных задач, в том числе случай системы многих частиц[24].

Интерпретация волновой механики. Поздние работы

[править |править код]
Участники Сольвеевского конгресса 1927 года. Луи де Бройль сидит третий справа во втором ряду

Причинная теория волны-пилота встретила прохладный приём у участников Сольвеевского конгресса, что отчасти было обусловлено её предварительным характером, который подчёркивал сам де Бройль. Большинство предпочитало более простую чисто вероятностную интерпретацию, и эта неблагоприятная реакция, по словам де Бройля, стала одной из причин отказа от развития своих оригинальных идей[25]. Кроме того, он оказался не в состоянии дать ответ на некоторые важные вопросы, в частности разрешить проблемыизмерения и «реальности» волновой функции[26][27]. Он оказался в тупике и в результате тяжёлой внутренней борьбы перешёл к точке зрения своих оппонентов[28]. В течение многих лет учёный в своих лекциях и сочинениях придерживался стандартной копенгагенской интерпретации. Новый повод для пересмотра взглядов возник в 1951 году с появлением работ американского физикаДэвида Бома, содержавших новую попытку построенияквантовой теории со «скрытыми параметрами». Теория Бома по существу воспроизводит идеи теории волны-пилота в несколько иной формулировке (так, уравнение динамики частицы записано на языке не скорости, а ускорения, так что вньютоновское уравнение вводится соответствующий «квантовый потенциал»). Бому удалось продвинуться гораздо дальше де Бройля в обосновании этих взглядов, в частности построить теорию измерений. Теория волны-пилота, которую с тех пор часто называюттеорией де Бройля — Бома, по-видимому, позволяет непротиворечиво получать все результаты стандартной нерелятивистской квантовой механики. Она согласуется снеравенствами Белла и относится кнелокальным теориям со скрытыми параметрами. В настоящее время она часто рассматривается как альтернативная (хотя и редко используемая) формулировка квантовой теории[29].

Дэвид Бом

Работы Бома побудили де Бройля вернуться к своим идеям четвертьвековой давности, однако объектом его изучения стала не «предварительная» теория волны-пилота, а более глубокая, по его мнению, теория двойного решения (его внимание к ней привлёкЖан-Пьер Вижье). Де Бройль не видел, каким образом можно согласовать свойства волновой функции с бомовским предположением о реальности физической волны, которую эта функция описывает. Он полагал, что это противоречие можно разрешить при помощи принципа двойного решения, который может придать волне объективный смысл, то есть сделать её элементом физической реальности[30].«Таким образом, в теории двойного решения неприемлемое представление о частице, которая „пилотируется“ неким распределением вероятностей осуществления событий, заменяется представлением о сингулярности, составляющей одно целое с физической волной, которая в каком-то смысле „ощупывает“ окружающее пространство и передаёт соответствующую информацию сингулярности, направляя её движение»[31]. Скорость веде́ния частицы волной при таком подходе является скрытым параметром, не поддающимся измерению. Несмотря на большие усилия, приложенные учёным для развития этой теории, в ней осталось много нерешённых трудностей. В частности, остался неразрешённымпарадокс Эйнштейна — Подольского — Розена[30].

Свои идеи де Бройль и его ученики использовали для разработки проблем движения сингулярностей и недеформируемых волновых пакетов (солитонных решений нелинейных уравнений), квантовой теории измерений, динамики частиц с переменной собственной массой, релятивистской термодинамики. Нелинейность, вводимая в волновое уравнение, призвана была объяснить не только локализацию энергии частицы на протяжённой волне, но и природуквантовых переходов. В начале 1960-х годов де Бройль сформулировал представление о скрытой термодинамике изолированных частиц, согласно которому в движение отдельной частицы вводится случайный элемент, обусловленный её взаимодействием со скрытой «субквантовой средой». Таким образом, квантовая частица напоминаетколлоидную частицу, демонстрирующуюброуновское движение из-за столкновений с невидимыми молекулами среды. Это позволяет, по мнению учёного, применять к движению одиночной частицы классические методы теориифлуктуаций[6][28].

Волновая механика фотона и прочие работы

[править |править код]

В начале 1930-х годов Луи де Бройль предпринял попытку найти релятивистское волновое уравнение дляфотона, аналогичное по смыслууравнению, выведенномуПолем Дираком дляэлектрона. Предположив, что фотон, обладающийспином 1, можно представить как связанную пару частиц со спином 1/2, французский учёный, отталкиваясь от уравнения Дирака, получил соответствующее волновое уравнение фотона. Волновая функция такого векторного фотона оказалась аналогичноймаксвелловскойэлектромагнитной волны. При этом де Бройль вновь ввёл предположение о конечности массы фотона. Таким образом, в1934 году ему удалось получить волновое уравнение для частицы со спином 1 и произвольной массой, которое в 1936 году было независимо выведено румынским физикомАлександру Прока и носит названиеуравнения Прока. Хотя попытка проквантовать теорию оказалась неудачной (при переходе ковторичному квантованию она перестаёт бытькалибровочно инвариантной), это было первое уравнение, описывающее поведениевекторных мезонов[6]. Развитую де Бройлем теорию иногда называют «нейтринной теорией света», поскольку в качестве кандидата на роль дираковских частиц, из которых состоит фотон, фигурировалонейтрино[28].

В течение ряда последующих лет Луи де Бройль вместе с учениками занимался обобщением теории на частицы с произвольным спином, которые представлялись как сложные системы, состоящие из нужного числа элементарных частиц со спином 1/2[32]. Множество публикаций учёного посвящено конкретным вопросам из различных разделов физики. Так, после началаВторой мировой войны де Бройлю был поручен сбор и обработка новой информации по радиофизике (распространение радиоволн,волноводы,рупорные антенны и так далее). ПослеВторого компьенского перемирия французские военные инженеры уже не нуждались в этих сведениях, поэтому в1941 году де Бройль опубликовал получившийся обзор в виде книги. С1946 года учёный посвятил ряд публикаций и курсов лекций проблемамэлектронной оптики, термодинамики (в том числе релятивистской),теории атомного ядра,квантовой теории поля (попытки устранения бесконечности собственной энергии электрона за счёт введения взаимодействия с одним или несколькимимезонными полями)[28][33].

Награды и членства

[править |править код]

Сочинения

[править |править код]
Книги и брошюры
Некоторые работы в русском переводе

Примечания

[править |править код]
  1. 12Архив по истории математики Мактьютор — 1994.
  2. 12Louis-Victor de Broglie //Gran Enciclopèdia Catalana (кат.)Grup Enciclopèdia, 1968.
  3. Fichier des personnes décédées (фр.)
  4. Agence bibliographique de l'enseignement supérieur (France)Système universitaire de documentation (фр.) — Montpellier:ABES, 2001.
  5. 123M. J. Nye. Aristocratic Culture and the Pursuit of Science: The De Broglies in Modern France // Isis. — 1997. — Vol. 88. — P. 397–421. —JSTOR 236150. Архивировано 4 апреля 2019 года.
  6. 123456789101112A. Abragam. Louis Victor Pierre Raymond de Broglie // Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society. — 1988. — Vol. 34. — P. 22–41.
  7. 1234J. Mehra. Louis de Broglie and the phase waves associated with matter //J. Mehra. The Golden Age of Theoretical Physics. — World Scientific, 2001. — P. 546—570.
  8. Л. де Бройль. Обзор моих научных работ //Л. де Бройль. По тропам науки. —М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1962. —С. 347.
  9. 12J. Lacki. Louis de Broglie // New Dictionary of Scientific Biography. — Detroit: Charles Scribner's Sons, 2008. — Vol. 1. — P. 409—415.
  10. Джеммер, 1985, с. 236.
  11. Louis de Broglie (фр.). Académie française. — Информация на сайте Французской академии. Дата обращения: 12 августа 2011. Архивировано 22 января 2012 года.
  12. Fondation Louis de Broglie (фр.). — Сайт Фонда Луи де Бройля. Дата обращения: 19 сентября 2011. Архивировано 22 января 2012 года.
  13. Джеммер, 1985, с. 144—145.
  14. Л. де Бройль. Обзор моих научных работ. —С. 348.
  15. Джеммер, 1985, с. 235—239.
  16. 123Джеммер, 1985, с. 239—244.
  17. Л. де Бройль. Попытка построения теории световых квантов (рус.) //Успехи физических наук. —Российская академия наук, 1977. —Т. 122. —С. 565. Архивировано 23 октября 2011 года.
  18. Джеммер, 1985, с. 245—249.
  19. The Nobel Prize in Physics 1929 (англ.). Nobelprize.org. — Информация с сайта Нобелевского комитета. Дата обращения: 12 августа 2011. Архивировано 22 января 2012 года.
  20. Джеммер, 1985, с. 284—286.
  21. 12Bacciagaluppi, Valentini, 2009, pp. 61—66.
  22. Bacciagaluppi, Valentini, 2009, pp. 66—72.
  23. Bacciagaluppi, Valentini, 2009, p. 72.
  24. Bacciagaluppi, Valentini, 2009, pp. 74—84.
  25. Джеммер, 1985, с. 345—346.
  26. Bacciagaluppi, Valentini, 2009, p. 254.
  27. T. Bonk. Why has de Broglie's theory been rejected? // Studies In History and Philosophy of Science Part A. — 1994. — Vol. 25. — P. 375–396.
  28. 1234Ж. Лошак. Эволюция идей Луи де Бройля относительно интерпретации волновой механики //Л. де Бройль. Соотношения неопределённостей Гейзенберга и вероятностная интерпретация волновой механики (С критическими замечаниями автора). —М.: Мир, 1986. —С. 9—29.
  29. Bacciagaluppi, Valentini, 2009, pp. 248—250.
  30. 12Ж. Лошак. Комментарий //Л. де Бройль. Соотношения неопределённостей.. —С. 220.
  31. Ж. Лошак. Комментарий //Л. де Бройль. Соотношения неопределённостей.. —С. 253.
  32. Л. де Бройль. Обзор моих научных работ. —С. 362—364.
  33. Л. де Бройль. Обзор моих научных работ. —С. 365—370.

Литература

[править |править код]

Книги

[править |править код]

Статьи

[править |править код]

Ссылки

[править |править код]
Перейти к шаблону «External links»
Ссылки на внешние ресурсы
Перейти к шаблону «Внешние ссылки» Перейти к элементу Викиданных
  Тематические сайты
Словари и энциклопедии
Генеалогия и некрополистика
В библиографических каталогах
Научные и академические посты
Предшественник:
Эмиль Пикар
Кресло 1
Французская академия

19441987
Преемник:
Мишель Дебре
Перейти к шаблону «Нобелевская премия по физике 1926—1950»
ЛауреатыНобелевской премии по физике в 1926—1950 годах
Перейти к шаблону «Лауреаты Нобелевской премии из Франции»
Литература
Премия мира
Физика
Физиология или медицина
Химия
Экономика
Перейти к шаблону «Wikidata/Ancestors» 
Де Бройль, Луи — предки
Шарль-Луи-Виктор де Брольи[вд]
1756 — 1794
Виктор де Брольи
1785 — 1870
Sophie de Rosen-Kleinroop[вд]
1764 — 1828
Альбер де Брольи
1821 — 1901
Эрих Магнус Сталь фон Гольштейн
1749 — 1802
Хедвига Густава Альбертина Сталь фон Гольштейн[вд]
1797 / 1798 — 1838
мадам де Сталь
1766 — 1817
Виктор де Брольи[d]
1846 — 1906
Alexandre Léon Luce de Galard de Brassac de Béarn[вд]
1771 — 1844
Louis-Hector de Galard de Brassac de Béarn[вд]
1802 — 1871
Pauline de Tourzel[вд]
1771 — 1839
Полин де Галар де Брассак де Беарн[вд]
1825 — 1860
Луи де Бройль
1892 — 1987
Жан Леонор Франсуа Лемаруа
1776 — 1836
Coralie Le Marois[вд]
1805 — 1828
Marie Françoise Constance Hopsomere[вд]
? — 1834
Луи-Альбер-Мари де Ла Форе, граф д’Армайе[вд]
1823 — 1882
Луи-Филипп Сегюр
1753 — 1830
Филипп Поль де Сегюр
1780 — 1873
Полина д’Армай[вд]
1851 — 1928
Antoinette Elisabeth Marie d'Aguesseau[вд]
1756 — 1828
Армайе, Мари-Селестин-Амели д'
1830 — 1918
Charles Félix René de Vintimille du Luc[вд]
1765 — 1806
Marie-Françoise-Célestine-Gabrielle de Vintimille du Luc[вд]
1787 — 1862
Marie Gabrielle Artois de Levis[вд]
1765 — 1794
✯
Эта статья входит в числоизбранных статей русскоязычного раздела Википедии.
Источник —https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Де_Бройль,_Луи&oldid=150629211
Категории:
Скрытые категории: