4.4　物质波概念，影响广泛深远

经过几年的努力，德布罗意在1924年完成了他的博士论文《量子理论研究》，较为详细地解释了他的有关电子波的理论^[4]。

他认为，物质粒子与光，都具有波粒二象性。考虑动量和能量为p、E的粒子（或物体），它们也有波长λ和频率ν，表示为

式中，h是普朗克常数。对粒子和光子，式（4-1）都成立。也就是说，粒子和光，都既是粒子又是波。式（4-1）即为物质波的德布罗意公式。

德布罗意想象力极其丰富，认为粒子也是波，称之为物质波。德布罗意想象，这种物质波是普适的。一个巨大的物体，也会有相应的波长，不过这个波长接近于零，没有实际意义而已。

对于德布罗意的物质波猜想，朗之万等人觉得很是新颖，但也有些拿捏不准的感觉。1924年4月，在第四次索尔维国际物理学会议上，朗之万谈到了德布罗意的工作。这引起了未参加会议的爱因斯坦的注意。后来，朗之万将德布罗意的论文寄给爱因斯坦。这位伟人给予德布罗意的大胆假设极高的评价：“我相信这是我们揭开物理学最难谜题的第一道曙光。”并将其论文推荐给玻恩和薛定谔等，这才有了后来的波动方程及其概率诠释之事。

实际上，德布罗意自己对波动性和粒子性等问题，在脑海中反复思考已久，在论文答辩时，他已经有了深入的认识和充分的自信。因此，当让·佩兰问道：“怎样用实验来证实你的理论呢？”

德布罗意胸有成竹地回答说：“用晶体对电子的衍射实验是可以证实的！”

后来，实验物理学家也紧跟着德布罗意的思想，找到了能够支撑其假说的实验结果：1926年夏天，美国贝尔实验室物理学家戴维森在实验中发现电子衍射现象。紧接着，几乎是同时，英国剑桥的汤姆孙也观察到电子束通过薄金箔时有圆环条纹产生，这两个实验为德布罗意波提供了坚实的基础。由此，德布罗意获得1929年的诺贝尔物理学奖，戴维森和汤姆孙也分别获得了1933年和1937年的诺贝尔物理学奖。