|
глубокий смысл которых еще мало кто понимал».
Всего за три года он прошел университетский курс физики на факультете
естественных наук и в 1913 году получил вторую ученую степень.
В том же году Луи призвали на военную службу и направили во французский
инженерный корпус. Всю Первую мировую войну де Бройль прослужил на станции
беспроволочного телеграфа при Эйфелевой башне. Лишь в 1920 году он в частной
лаборатории своего брата возобновил исследования. Результаты его первых
теоретических изысканий по квантовой теории излучения «абсолютно черного тела»
были опубликованы в 1922 году.
Увлечение историей не прошло для ученого бесследно. Во многих своих
исследованиях де Бройль исходил непосредственно из исторических соображений.
Идея о волновой природе материи также возникла у него в конечном счете в
результате размышлений над историей оптики: «Новая динамика свободной
материальной точки относится к прежней динамике (включая динамику Эйнштейна)
так же, как волновая оптика относится к геометрической. Размышления покажут,
что предлагаемый синтез представляется логическим венцом совместного развития
динамики и оптики со времени XVII века».
Так в 1923 году он в трех небольших статьях выдвинул и обосновал гипотезу
об универсальности дуализма в микромире, т е. распространил идею Эйнштейна о
двойственной природе света на вещество – поначалу на электрон, предсказав
возможность его дифракции.
«В первой статье «Волны и кванты» де Бройль рассматривает движение
свободной частицы и связывает ее с волной определенной длины, – пишет Г. Голин.
– На основе выдвинутой гипотезы он обосновывает казавшийся загадочным принцип
отбора стационарных орбит в атоме Бора–Зоммерфельда, рассматривая поведение
электронов на стационарных орбитах как результат явления резонанса фазовой
волны на длине замкнутой траектории, и делает вывод, что стационарными орбитами
являются те, на которых целое число раз укладывается длина волны, связанной с
равномерно вращающимся электроном. Во второй статье «Кванты света, дифракция и
интерференция» де Бройль строит теорию интерференции и дифракции света исходя
из существования фотонов. В статье «Кванты, кинетическая теория газов и принцип
Ферма» он на основе своей идеи дуализма выводит формулу Планка для «излучения
абсолютно черного тела» и устанавливает соответствие между принципом
наименьшего действия Мопертюи, примененным к движению частицы, и принципом
Ферма, примененным к распространению связанной с частицей волны».
В следующем году ученый обобщил и развил свои идеи в диссертации
«Исследования по квантовой теории», которую успешно защитил в Сорбонне. Ученый
писал о необходимости использовать волновые и корпускулярные представления не
только в соответствии с учением Эйнштейна в теории света, но также и в теории
материи. «При этом следует полагать, – объяснял он позднее в своей прекрасной и
сегодня заслуживающей внимания книге «Свет и материя», – что каждая корпускула
сопровождается определенной волной и каждая волна связана с движением одной или
многих корпускул».
Вследствие этого понятие «корпускула» и понятие «волна» должны
применяться одновременно: к излучению так же, как и к веществу, к материи.
«Электрон, – считал де Бройль, – не может более рассматриваться как простая
крупинка электричества; с ним следует связать волну». Отношение между энергией
движущихся частиц и частотой колебания волнового движения передается константой
Планка. Она вместе с величиной движения определяет и длину волны. Как одному
кванту света соответствует одна световая волна, так и частице материи должна,
по мнению Луи де Бройля, соответствовать волна материи.
Эта смелая мысль о всеобщем «дуализме» частицы и волны позволила
построить теорию, с помощью которой можно было охватить свойства материи и
света в их единстве. Кванты света становились при этом особым моментом
всеобщего строения микромира.
П. Ланжевен обратил внимание Эйнштейна на статью де Бройля «Исследования
по квантовой теории». В письме к Борну Эйнштейн писал: «Прочтите ее! Хотя и
кажется, что ее писал сумасшедший, написана она солидно».
Многие физики, однако, с недоверием отнеслись к гипотезе де Бройля. Среди
них был и Э. Шрёдингер. Но в итоге он увлекся идеей французского ученого и
попытался обосновать ее математически. В результате в 1926 году Шрёдингер вывел
знаменитое уравнение, положенное в основу волновой механики.
О том, насколько революционизирующе подействовало на старшее поколение
физиков представление о волнах материи, свидетельствует речь, с которой в 1938
году выступил М. Планк на чествовании Луи де Бройля. Планк говорил: «Еще в 1924
году гн Луи де Бройль изложил свои новые идеи об аналогии между движущейся
материальной частицей определенной энергии и волной определенной частоты. Тогда
эти идеи были настолько новы, что никто не хотел верить в их правильность, и я
сам познакомился с ними только три года спустя, прослушав доклад, прочитанный
профессором Крамерсом в Лейдене перед аудиторией физиков, среди которых был и
наш выдающийся ученый Лоренц… Смелость этой идеи была так велика, что я сам,
сказать по справедливости, только покачал головой, и я очень хорошо помню, как
гн Лоренц доверительно сказал мне тогда: «Эти молодые люди считают, что
отбрасывать в сторону старые понятия в физике чрезвычайно легко!» Речь шла при
этом о волнах Бройля, о соотношении неопределенностей Гейзенберга – все это для
нас, стариков, было чемто очень трудным для понимания. И вот развитие
неизбежно оставило позади эти сомнения. Осенью того же 1927 года я лично
познакомился с гном де Бройлем на 5м Сольвеевском конгрессе в Брюсселе и был
восхищен его скромностью и образованностью».
Уже в ближайшем будущем гипотеза де Бройля получила надежное
|
|