史上“最水”诺奖得主：他为何仅凭一纸论文就摘得物理奖？

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关于路易· 维克多· 德布罗意（Louis Victorde Broglie，1892—1987），有个流传非常广的故事。

路易·德布罗意

德布罗意是一个出身贵族的纨绔子弟，脾气暴躁，在大学学习历史的时候，突然喜欢上物理，然后拜师朗之万。在读博期间，德布罗意完全没把学习放在心上，毕业的时候为了能拿到博士学位，东拼西凑地完成了只有一页多纸的论文，而导师朗之万碍于德布罗意显赫的家庭背景，不敢明目张胆地批判德布罗意的论文，只好将它交给了鼎鼎大名的爱因斯坦。不料，爱因斯坦却对德布罗意的论文大加赞叹，说它“揭开了大幕的一角”，后来，德布罗意简直是走了狗屎运，因此论文而获得了诺贝尔物理学奖。

不过，故事归故事，真实的德布罗意到底是怎样的？真的像谣传的那样毫无真才实学，只靠家庭背景吗？

1892 年，德布罗意出生在法国的名门望族，祖父曾担任法国总理，同时也是一位杰出的历史学家。德布罗意家族在 17 世纪 40 年代就以功勋显赫于法国历史。1742 年，F.M. 德布罗意被封为公爵，子孙世袭；其后，这个家庭为法国提供了至少一位总理、一位国会领袖、三员上将、一位外交部部长、一位教育部部长和两任驻英大使。

如此显赫的家庭学术氛围也是非常浓厚的，他家里有私人实验室和图书馆等，德布罗意从小就沉迷历史和文学（其实应该是各种书籍都有涉猎），希望长大后能够继承祖业。

中学毕业后，德布罗意进入巴黎索邦大学学习历史，并于 1910 年获文学学士学位。获得学士学位后，德布罗意又专攻了一年法律，后来又被科学哲学吸引，读了好多科学书籍，尤其是看完庞加莱的《科学的假设》和《科学的价值》之后，深受启发，再加上当时刚好听到作为第一届索尔维物理讨论会秘书的莫里斯谈到关于光、辐射、量子性质等问题的讨论，德布罗意突然发现物理十分有趣，决定转学物理。

亨利·庞加莱

事实上，德布罗意的哥哥就是一位实验物理学家，X 射线方面的专家，拥有设备精良的私人实验室。之前他还一直担心弟弟“摇摆不定”，现在，终于走上了“正轨”。

哥哥莫里斯·德布罗意

1913 年，德布罗意获巴黎大学理学硕士学位。毕业后，正值第一次世界大战即将爆发，德布罗意就去参军了，然后在军队里连续搞了六年无线电设备。

战后，德布罗意去到哥哥的实验室研究 X 射线。而在哥哥的实验室里，德布罗意了解到了很多原子结构的知识，更重要的是，他发现了一个难以用理论解释的现象：X 射线时而像波、时而像粒子。为了让自己观察到的现象有个合理的解释，德布罗意于 1920 年回到巴黎大学，重新开始研究理论物理，攻读物理学博士，师从著名物理学家朗之万（也是哥哥之前的导师）。

保罗·朗之万

在读博期间，德布罗意发表了好几篇高质量的物理论文。1922 年，他发表了 2 篇论文，一篇被认为是玻色统计的先导（运用热力学、分子运动论和光量子假说导出了维恩定律和普朗克定律）。另一篇是关于黑体辐射的能量涨落。

1923 年 9 月—10 月，他连续在法国科学院的会议周报发表了三篇关于物质波的论文，创立了物质波理论，分别为《波与量子》《光量子、衍射和干涉》和《量子、气体动力理论和费马原理》。所以，那些说德布罗意在读博期间一事无成的已经可以走开了。

在法国科学院发表完 3 篇论文后，德布罗意投入到博士论文的撰写。1924 年，德布罗意终于完成了题为《量子理论的研究》（Recherchessurla Théoriedes Quanta）的博士论文。这篇论文包括了德布罗意近两年取得的一系列重要研究成果，全面论述了物质波理论及其应用。他从相对论出发思考玻尔原子模型的问题，根据普朗克量子计算方程与爱因斯坦质能方程得出电子的内在频率，从理论上证明电子运动时伴随有相波，后人称其为德布罗意波，其波长公式为：λ=h/mv。

到 11 月答辩的时候，德布罗意的这篇论文让在场的四位答辩委员（包括朗之万在内）目瞪口呆，他们对德布罗意提出的理论非常震惊，同时也提不出任何理论上的反驳。因此，答辩委员会主席只问了一句：“如何用实验证明这些波呢？”德布罗意信心满满地回答：“通过电子在晶体上的衍射实验，应当有可能观察到这种假定的波动效应。”最后，虽然德布罗意的论文获得了通过，但是，几位委员都还没有完全认同的勇气，所以，朗之万还是将一份论文副本寄给了爱因斯坦，希望这位大神能给予评价。

阿尔伯特·爱因斯坦

爱因斯坦看完后，同样大为震惊，说这是一篇十分罕见的论文，是绝无仅有的，“对玻尔 - 索末菲量子规则作了很值得注意的几何解释”，是“天才的一笔”“揭开了伟大帷幕的一角”！除此之外，爱因斯坦还根据德布罗意所提出的理论写了一篇论文，并提交给了柏林科学院，在文中，爱因斯坦强调了德布罗意论文中基本思想的重要性，进而演绎出很多推论。爱因斯坦的这一举动让德布罗意非常感激，正是有了他的肯定，德布罗意的理论才引起科学界的注意。

德布罗意回忆道：“1924 年我将我的博士论文提交给巴黎大学，在论文中我提出了关于波动力学的新思想。朗之万将我的论文送给了爱因斯坦。稍后，1925 年 1 月，这位伟大的科学家向柏林科学院递交了一篇论文，在文中他强调了我的博士论文中的基本思想的重要性，进而演绎出许多推论。爱因斯坦的这篇论文引起了科学家们对我工作的注意，而在这之前我的工作鲜为人知。”值得强调的是，德布罗意的博士论文并不是传说中的只有一页多纸，实际上是一百多页（英语译本 72 页，德语译本 120页）。

至于为何会有这种传言，可能是因为在这篇论文中，德布罗意推导出最后的物质波（德布罗意波）的公式只用了两页纸，而剩下的内容全都是在讨论为何会有这一理论以及一些潜在的理论。后来，薛定谔看了德布罗意的这篇论文，深受启发，并于两年后，在《物理学年鉴》上发表了论文《作为本征值问题的量子论》，提出了薛定谔方程，从此开启了量子力学的新纪元。

薛定谔曾十分明确地表示：“这些考虑的灵感，主要归因于德布罗意先生的独创性的论文。”德布罗意的博士论文也让他获得 1929 年的诺贝尔物理学奖，同年，他也获得了法国科学院亨利·庞加莱奖章，并受聘为彭加勒学院理论物理教授，从事教学研究工作直至退休。

1930—1950 年间，德布罗意的研究工作主要是波动力学的推广，他的研究取得了许多成果，发表了大量评论和论文。1951 年以后的一段时间，德布罗意研究了粒子和波之间的关系，目的是通过研究用经典的空间和时间概念对波动力学作出因果解释。

德布罗意一生的研究成果颇丰，他的著作就达 25 本之多。而他一生中也获得了诸多荣誉，除了前面说到的庞加莱奖章和诺贝尔物理学奖之外，德布罗意还获得了马克斯·普朗克奖章、摩纳哥阿尔伯特一世奖、联合国教科文组织授予他一级卡琳加奖，1933 年当选法国科学院院士，1942 年开始担任数学科学常务秘书，同时，他还是华沙大学、雅典大学等六所著名大学的荣誉博士，是欧、美、印度等 18 个科学院院士。而关于德布罗意是一位脾气暴躁的纨绔子弟的说法，也是毫无根据！

事实上，德布罗意是一位贵族绅士，他喜欢简朴的生活，在 1960 年后，他甚至还卖掉了贵族世袭的豪宅，住在了一间平民小屋。他是个标准的工作狂，他喜欢步行，从来没有用私人汽车。

看到这里，谁还会认为德布罗意是最水的诺奖得主呢？

作者：超模君

图源：网络

版权归原作者所有

编辑：张润昕

★作者简介★

超模君，超级数学建模新媒体矩阵主编，网易年度最佳签约作者。数学科普十八线网红，关注粉丝超过百万，致力于数学文化科普和前沿技术分享，善于幽默风趣的笔法撰写科普故事。

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