59．粒子与波统一的发现

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59．粒子与波统一的发现

在20世纪以前的经典物理学里，粒子和波是两个不同的概念。粒子是断开的，存在于空间某一处，和不连续性相联系。

描述粒子用体积、长度、动量、能量等术语，而波是弥漫在空间里的，是连续的。描述波用波长、频率、位相、强度。

人们在光本质的争论中一直处在波与粒子的对立上。不管是光还是其他物质，物理学家们认为是粒子就不能是波，是波就不能是粒子。波与粒子是相互排斥，相互对立的。

18世纪以后，尤其体现在光本质的论争上。麦克斯韦的电磁场理论，加强了波动学说。但是爱因斯坦的“光量子”（光子）学说又加入了微粒说的合理成分，并且在某些方面运用波动原理来解释。

人们此后从光的干射、光的衍射、光的偏振等等认识到光的波动，又在光与其他物质相互作用中认识到了粒子性，从而认识到光的波粒二象性。

真正使粒子与波概念相统一的是德布罗意。他不仅指出光，而且指出二象性同样适用于电子，应当把电子看成粒子，而它们的运动则应作为波来分析。

在德布罗意之前，旧的量子论也出现了危机。玻尔提出的量子化的原子结构仍然有许多缺陷，在解释多电子的原子光谱时遇到困难。

玻尔的模型有着严重的缺陷，在很多方面是经典理论与量子概念的拼接。后来的量子力学的建立者们不断完善，使得量子理论得以确立。迈出第一步的是德布罗意。

他提出了物质波说：即物质粒子（比如电子）同时有波的性质。

这样，光子也好，电磁辐射也好，均是波粒二象的，它们是粒子，也以波的性质运动。

路易·德布罗意于1892年8月15日出生。他的家族是一个大家族，与法国王室关系很密切。这个家族在17世纪中叶，被法国国王路易十四封为公爵，并且爵位世袭。

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