波粒二象性

德布羅意假說

德布羅意假說是路易·德布羅意一九二四年在其博士論文中提出的主張:波粒二象性並非光所獨有的怪癖,而是自然界的一個普遍特徵。如果一向被認為是純粹波動的光也表現得像粒子,那麼也許電子以及其他一切物質——一向被認為是純粹粒子的——也具有波動本性。他大膽地為這種物質波賦予了一個確定的波長,由粒子的動量決定。

這與其說是被數據逼出來的結果,不如說是一次大膽的對稱性跨越。德布羅意推斷,宇宙不應在光與物質之間厚此薄彼;他還表明,一道遵循他規則的波能自然地解釋玻爾原子模型中電子軌道為何是量子化的:只有周長恰好容納整數個波長的軌道才能存留下來,就像繩圈上的一道駐波。

這個想法太出人意料,以致德布羅意的答辯委員在接受論文之前徵詢了愛因斯坦的意見;愛因斯坦稱讚了它。短短幾年內,電子繞射實驗直接證實了物質波,薛丁格也在德布羅意的基礎上建立起他的波動方程。一項植根於美與對稱的猜想,就此成為量子力學一根承重的支柱。

if light is wave + particle, then matter is too: λ = h / p

德布羅意把二象性從光推廣到一切物質,由動量來設定波長。

德布羅意本人的圖景設想有一道真實的導波在引導粒子,這一想法後來在玻姆力學中復活。主流量子力學保留了他的波長,但把波解釋為機率幅,而非一種物理流體。

又稱
matter-wave hypothesis物质波假说德布羅意假設