ДЕ БРОЙЛЬ ЛУИ (1892-1987)

ДЕ БРОЙЛЬ ЛУИ (1892-1987)

ДЕ БРОЙЛЬ ЛУИ (1892-1987)

Луи де Бройль родился в аристократической семье - он был герцогом. Может быть, это единственный пример, когда человек «королевских кровей» сделал выдающееся открытие. Как правило, аристократы тратили жизнь на другое.

Интерес к физике возник у Луи под влиянием старшего брата Мориса, который первым из братьев выбрал физику делом своей жизни.

В 1924 году молодой и еще никому не известный Луи де Бройль опубликовал статью, которую сразу же заметил Альберт Эйнштейн и так написал о ней своему другу, физику Максу Борну: «Обязательно прочти ее! Хотя и кажется, что ее писал сумасшедший, написана она солидно».

Чем же так удивил ученый мир молодой герцог?

К этому времени, благодаря исследованиям Макса Планка и Альберта Эйнштейна, было установлено, что свет, считавшийся до этого имеющим волновую природу, обладает также и корпускулярными свойствами (то есть свойствами частиц). Такую двойственную природу объекта физики назвали «корпускулярно-волновым дуализмом». Поначалу считалось, что он свойственен только свету.

С другой стороны, строение атомов и атомные спектры излучения и поглощения не удавалось объяснить в рамках классической физики. Поэтому для объяснения движения электронов в атомах, излучения и поглощения ими света датский физик Нильс Бор предложил «постулаты Бора», которые противоречили классической физике. Однако многим физикам (в том числе и самому Бору) было ясно, что «постулаты Бора» - лишь первый шаг к пониманию строения материи: построить последовательную теорию атомных процессов, основываясь только на них, не удавалось.

Луи де Бройль был первым, кто увидел, что постулаты Бора можно рассматривать как следствие того, что электроны также имеют двойственную природу, сочетая как свойства частиц, так и свойства волн. И де Бройль предложил считать корпускулярно-волновой дуализм общим свойством материи. Именно это его предположение и было высказано в той статье, о которой Эйнштейн писал Борну.

Физики поначалу отнеслись к идее де Бройля весьма скептически, но уже в 1927 году американские физики Дэвиссон и Джермер и, независимо от них, английский физик Дж. П. Томсон открыли дифракцию электронов на монокристаллах. А дифракция - яркое проявление именно волновых свойств.

Математическую теорию «волн де Бройля» построил австрийский физик Эрвин Шредингер, чьим именем названо основное уравнение квантовой механики (она тогда называлась также «волновой механикой»).

Но как понять двойственную природу волн-частиц? Ведь свойства волн и частиц кажутся несовместимыми!

Первым идею на этот счет высказал Эйнштейн. Правда, высказана она была довольно туманно: Эйнштейн предложил считать «волну де Бройля» как бы «призраком». Однако к предложению Эйнштейна очень внимательно отнесся немецкий физик Макс Борн - тот самый, кому Эйнштейн адресовал письмо, упомянутое в начале нашего рассказа. Борн «одел» предположение Эйнштейна в строгие математические одежды: согласно Борну, квадрат амплитуды «волны де Бройля» пропорционален вероятности обнаружить частицу в данном месте пространства.

В дальнейшем идею Борна глубоко развили другие физики. Огромную роль в понимании новой природы материи сыграл уже упомянутый Нильс Бор.

А неутомимыми противниками вероятностного истолкования квантовой механики стали… Эрвин Шредингер, Альберт Эйнштейн и сам де Бройль! Они до конца своих дней пытались объяснить «волны де Бройля», не прибегая к вероятностному истолкованию. Но эти ученые даже своим «неприятием» активно участвовали в создании квантовой механики: в спорах с ними постепенно вырисовывалась та картина строения материи, которая сегодня принята физиками всего мира.

Рассказанная история - один из примеров того, что даже великие ученые не всегда могут правильно понять и оценить свои же великие открытия.



Рассказы об ученых по физике.