หลุยส์ เดอ บรอย | วิกิ AI วันนี้

1. ประวัติชีวิต

หลุยส์ เดอ บรอยล์มีชีวิตที่โดดเด่นทั้งในด้านภูมิหลังส่วนตัว การศึกษา และการรับราชการ รวมถึงการทุ่มเทให้กับงานวิจัยทางฟิสิกส์ที่เปลี่ยนแปลงความเข้าใจเกี่ยวกับธรรมชาติของสสาร

หลุยส์ เดอ บรอยล์เป็นสมาชิกของตระกูลบรอย (House of Broglie) ซึ่งเป็นตระกูลขุนนางที่มีชื่อเสียงของฝรั่งเศส โดยมีบรรพบุรุษดำรงตำแหน่งสำคัญทางการทหารและการเมืองมาหลายศตวรรษ บิดาของเขาคือ วิกตอร์ ดยุกที่ 5 แห่งบรอย (Louis-Alphonse-Victor, 5th duc de Broglie) ซึ่งสมรสกับปอลีน ดาร์มาเยอ (Pauline d'Armaille) หลานสาวของนายพลนโปเลียน ฟิลิป ปอล เคานต์แห่งเซกูร์ และภรรยาของเขา ผู้เขียนชีวประวัติ มารี เซเลสตีน อาเมลี ดาร์มาเยอ หนึ่งในบรรพบุรุษของเขาคือมาดาม เดอ สตาเอล (Madame de Staël)

พวกเขามีบุตรธิดาห้าคน ได้แก่ อัลแบร์ตินา (Albertina, ค.ศ. 1872-1946) ซึ่งต่อมาเป็นมาร์กีสแห่งลูเป; มอริส เดอ บรอยล์ (Maurice, ค.ศ. 1875-1960) ซึ่งต่อมาเป็นนักฟิสิกส์ทดลองที่มีชื่อเสียง; ฟิลิป (Philip, ค.ศ. 1881-1890) ซึ่งเสียชีวิตไปสองปีก่อนหลุยส์จะเกิด; และปอลีน เคาน์เตสแห่งป็องฌ์ (Pauline, Comtesse de Pange, ค.ศ. 1888-1972) ซึ่งต่อมาเป็นนักเขียนที่มีชื่อเสียง หลุยส์เกิดที่ดีเยป จังหวัดแซน-มารีตีม เขาเป็นบุตรคนสุดท้องในครอบครัว จึงเติบโตมาค่อนข้างโดดเดี่ยว อ่านหนังสือมาก และชื่นชอบประวัติศาสตร์ โดยเฉพาะประวัติศาสตร์การเมือง เขามีความจำดีมาตั้งแต่เด็ก สามารถอ่านข้อความจากบทละครได้อย่างแม่นยำ หรือบอกรายชื่อรัฐมนตรีทั้งหมดของสาธารณรัฐฝรั่งเศสที่ 3 ได้อย่างครบถ้วน ด้วยเหตุนี้ เขาจึงถูกคาดการณ์ว่าจะได้เป็นรัฐบุรุษที่ยิ่งใหญ่ในอนาคต

1.2. การศึกษาช่วงต้น

เดิมทีเดอ บรอยล์ตั้งใจจะประกอบอาชีพในสาขามนุษยศาสตร์ และได้รับปริญญาแรกด้านประวัติศาสตร์ (licence ès lettres) หลังจากนั้น เขาก็หันมาสนใจคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ และได้รับปริญญาด้านฟิสิกส์ (licence ès sciences) ในปี ค.ศ. 1924 เขาได้รับปริญญาเอกด้านฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยซอร์บอนน์ โดยมีวิทยานิพนธ์เรื่อง Recherches sur la théorie des quanta (การวิจัยว่าด้วยทฤษฎีควอนตัม) ซึ่งนำเสนอทฤษฎีคลื่นอิเล็กตรอนของเขา

1.3. การรับราชการในสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง

เมื่อสงครามโลกครั้งที่หนึ่งปะทุขึ้นในปี ค.ศ. 1914 หลุยส์ เดอ บรอยล์ได้เสนอตัวเข้าร่วมกองทัพในหน่วยวิศวกรรมเพื่อรับราชการทหารภาคบังคับ เริ่มแรกเขาประจำการอยู่ที่ป้อมมงต์ วาเลริยอง (Fort Mont Valérien) แต่ไม่นานนัก ด้วยความคิดริเริ่มของพี่ชาย เขาถูกย้ายไปประจำการที่หน่วยสื่อสารไร้สายและทำงานที่หอไอเฟล ซึ่งเป็นที่ตั้งของเครื่องส่งสัญญาณวิทยุ หลุยส์ เดอ บรอยล์ยังคงรับราชการทหารตลอดช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง โดยจัดการกับปัญหาทางเทคนิคล้วนๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เขาได้ร่วมกับเลอง บริลลูแอ็ง (Léon Brillouin) และพี่ชายของเขา มอริส ในการจัดตั้งระบบสื่อสารไร้สายกับเรือดำน้ำ หลุยส์ เดอ บรอยล์ปลดประจำการในเดือนสิงหาคม ค.ศ. 1919 โดยมียศเป็นผู้ช่วยนายทหาร (adjudant) ต่อมา เขารู้สึกเสียใจที่ต้องใช้เวลาประมาณหกปีห่างจากปัญหาพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ที่เขาสนใจ

2. กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์และผลงาน

หลุยส์ เดอ บรอยล์ได้สร้างคุณูปการอันยิ่งใหญ่แก่วงการฟิสิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการนำเสนอแนวคิดปฏิวัติวงการเกี่ยวกับคุณสมบัติคลื่นของสสาร

2.1. งานวิจัยช่วงต้น: รังสีเอกซ์และปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก

งานวิจัยแรกๆ ของหลุยส์ เดอ บรอยล์ (ต้นทศวรรษ 1920) ดำเนินการในห้องปฏิบัติการของมอริส เดอ บรอยล์ พี่ชายของเขา และเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกและรังสีเอกซ์ งานตีพิมพ์เหล่านี้ได้ตรวจสอบการดูดกลืนรังสีเอกซ์ และอธิบายปรากฏการณ์นี้โดยใช้ทฤษฎีโบร์ รวมถึงประยุกต์ใช้หลักการควอนตัมในการตีความสเปกตรัมโฟโตอิเล็กตรอน และให้การจำแนกสเปกตรัมรังสีเอกซ์อย่างเป็นระบบ การศึกษาสเปกตรัมรังสีเอกซ์มีความสำคัญในการอธิบายโครงสร้างของอิเล็กตรอนภายในอะตอม (สเปกตรัมแสงถูกกำหนดโดยเปลือกนอก)

ผลการทดลองที่ดำเนินการร่วมกับอาเล็กซ็องดร์ โดวิลลิเยร์ (Alexandre Dauvillier) ได้เผยให้เห็นข้อบกพร่องของแผนการกระจายอิเล็กตรอนในอะตอมที่มีอยู่ ซึ่งปัญหาเหล่านี้ได้รับการแก้ไขโดยเอ็ดมันด์ สโตเนอร์ (Edmund Stoner) อีกผลลัพธ์หนึ่งคือการชี้แจงความไม่เพียงพอของสูตรซอมเมอร์เฟลด์ (Sommerfeld) ในการกำหนดตำแหน่งของเส้นในสเปกตรัมรังสีเอกซ์ ความไม่สอดคล้องกันนี้ได้รับการแก้ไขหลังจากการค้นพบสปินของอิเล็กตรอน ในปี ค.ศ. 1925 และ 1926 โอเรสต์ คโวลสัน (Orest Khvolson) นักฟิสิกส์จากเลนินกราดได้เสนอชื่อพี่น้องเดอ บรอยล์ให้ได้รับรางวัลโนเบลจากผลงานในด้านรังสีเอกซ์

2.2. คลื่นสสารและทวิภาคของคลื่น-อนุภาค

การศึกษาธรรมชาติของรังสีเอกซ์และการหารือเกี่ยวกับคุณสมบัติของมันกับมอริส พี่ชายของเขา ซึ่งพิจารณาว่ารังสีเหล่านี้เป็นส่วนผสมของคลื่นและอนุภาค ได้มีส่วนทำให้หลุยส์ เดอ บรอยล์ตระหนักถึงความจำเป็นในการสร้างทฤษฎีที่เชื่อมโยงการแสดงภาพอนุภาคและคลื่น นอกจากนี้ เขายังคุ้นเคยกับผลงาน (ค.ศ. 1919-1922) ของมาร์เซล บริลลูแอ็ง (Marcel Brillouin) ซึ่งเสนอแบบจำลองอุทกพลศาสตร์ของอะตอม และพยายามเชื่อมโยงกับผลลัพธ์ของทฤษฎีโบร์ จุดเริ่มต้นในงานของหลุยส์ เดอ บรอยล์คือแนวคิดของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เกี่ยวกับโฟตอนของแสง

2.2.1. สมมติฐานของเดอ บรอยล์

ในบทความแรกของเขาในเรื่องนี้ ซึ่งตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1922 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสคนนี้ได้พิจารณาการแผ่รังสีของวัตถุดำว่าเป็นแก๊สของโฟตอน และใช้กลศาสตร์สถิติแบบดั้งเดิมเพื่ออนุมานกฎการแผ่รังสีของวีน (Wien radiation law) ภายในกรอบการแสดงภาพดังกล่าว ในงานตีพิมพ์ถัดไป เขาพยายามที่จะประสานแนวคิดของโฟตอนเข้ากับปรากฏการณ์การแทรกสอดและการเลี้ยวเบน และสรุปว่าจำเป็นต้องเชื่อมโยงความเป็นคาบ (periodicity) บางอย่างเข้ากับโฟตอน ในกรณีนี้ โฟตอนถูกตีความโดยเขาว่าเป็นอนุภาคสัมพัทธภาพที่มีมวลน้อยมาก

เดอ บรอยล์ (คนที่สามจากขวาในแถวกลาง) ในการประชุมโซลเวย์ ปี ค.ศ. 1927

อย่างไรก็ตาม เมื่อเขายื่นวิทยานิพนธ์นี้ต่อมหาวิทยาลัย คณาจารย์ไม่เข้าใจเนื้อหาทั้งหมด จึงมีคนหนึ่งขอความเห็นจากอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ซึ่งตอบว่า "ชายหนุ่มผู้นี้สมควรได้รับรางวัลโนเบลมากกว่าปริญญาเอกเสียอีก"

การขยายแนวคิดคลื่นไปยังอนุภาคที่มีมวลใดๆ ยังคงเป็นสิ่งที่ต้องทำ และในช่วงฤดูร้อนปี ค.ศ. 1923 ก็เกิดความก้าวหน้าครั้งสำคัญ เดอ บรอยล์ได้สรุปแนวคิดของเขาในบันทึกสั้นๆ ชื่อ "คลื่นและควอนตัม" (Ondes et quanta_{อองด์ เอ กวองตา}^{ภาษาฝรั่งเศส}) ซึ่งนำเสนอในการประชุมบัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศสเมื่อวันที่ 10 กันยายน ค.ศ. 1923 ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการสร้างกลศาสตร์คลื่น ในบทความนี้และวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของเขา นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอว่าอนุภาคที่กำลังเคลื่อนที่ซึ่งมีพลังงาน E และความเร็ว v มีลักษณะเป็นกระบวนการเป็นคาบภายในบางอย่างที่มีความถี่ E/h (ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักในชื่อความถี่คอมป์ตัน) โดยที่ h คือค่าคงที่ของพลังค์ เพื่อประสานข้อพิจารณาเหล่านี้ซึ่งอิงตามหลักการควอนตัมเข้ากับแนวคิดของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ เดอ บรอยล์ได้เชื่อมโยงคลื่นที่เขาเรียกว่า "คลื่นเฟส" (phase wave) กับวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ ซึ่งแพร่กระจายด้วยความเร็วเฟส c²/v

คลื่นดังกล่าว ซึ่งต่อมาได้รับชื่อว่าคลื่นสสาร หรือคลื่นเดอ บรอยล์ ในกระบวนการเคลื่อนที่ของวัตถุ จะยังคงอยู่ในเฟสเดียวกับกระบวนการเป็นคาบภายใน จากนั้น เมื่อตรวจสอบการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในวงโคจรปิด นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่าข้อกำหนดสำหรับการจับคู่เฟสนำไปสู่เงื่อนไขควอนตัมโบร์-ซอมเมอร์เฟลด์โดยตรง นั่นคือการทำให้โมเมนตัมเชิงมุมเป็นควอนตัม ในบันทึกสองฉบับถัดไป (รายงานในการประชุมเมื่อวันที่ 24 กันยายนและ 8 ตุลาคมตามลำดับ) เดอ บรอยล์สรุปว่าความเร็วของอนุภาคเท่ากับความเร็วกลุ่มของคลื่นเฟส และอนุภาคเคลื่อนที่ตามแนวฉากกับพื้นผิวของเฟสที่เท่ากัน โดยทั่วไป วิถีของอนุภาคสามารถกำหนดได้โดยใช้หลักการของแฟร์มาต์ (สำหรับคลื่น) หรือหลักการของการกระทำน้อยที่สุด (สำหรับอนุภาค) ซึ่งบ่งชี้ถึงความเชื่อมโยงระหว่างทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิตและกลศาสตร์ดั้งเดิม

ทฤษฎีนี้ได้วางรากฐานของกลศาสตร์คลื่น ได้รับการสนับสนุนจากอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ และได้รับการยืนยันจากการทดลองการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนโดยจี. พี. ทอมสัน (G. P. Thomson) และเดวิสสัน-เกอร์เมอร์ (Davisson and Germer) และได้รับการขยายความโดยผลงานของเออร์วิน ชเรอดิงเงอร์

2.2.2. อิทธิพลต่อกลศาสตร์คลื่น

จากมุมมองทางปรัชญา ทฤษฎีคลื่นสสารนี้มีส่วนอย่างมากในการทำลายทฤษฎีอะตอมในอดีต เดิมทีเดอ บรอยล์คิดว่าคลื่นจริง (เช่น คลื่นที่มีการตีความทางกายภาพโดยตรง) เกี่ยวข้องกับอนุภาค ในความเป็นจริง ลักษณะคลื่นของสสารได้รับการกำหนดอย่างเป็นทางการโดยฟังก์ชันคลื่นที่กำหนดโดยสมการชเรอดิงเงอร์ ซึ่งเป็นเอนทิตีทางคณิตศาสตร์บริสุทธิ์ที่มีการตีความเชิงความน่าจะเป็น โดยไม่มีการสนับสนุนจากองค์ประกอบทางกายภาพจริง ฟังก์ชันคลื่นนี้ให้ลักษณะพฤติกรรมคลื่นแก่สสาร โดยไม่ทำให้คลื่นทางกายภาพจริงปรากฏขึ้น อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งวาระสุดท้ายของชีวิต เดอ บรอยล์ได้กลับไปสู่การตีความทางกายภาพโดยตรงและเป็นจริงของคลื่นสสาร โดยติดตามผลงานของเดวิด โบห์ม

2.3. ทฤษฎีและแนวคิดอื่นๆ

นอกเหนือจากสมมติฐานคลื่นสสารแล้ว หลุยส์ เดอ บรอยล์ยังได้พัฒนาและเสนอทฤษฎีและแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่หลากหลาย ซึ่งมีอิทธิพลต่อสาขาฟิสิกส์หลายแขนง

2.3.1. ทฤษฎีคลื่นนำและทฤษฎีเดอ บรอยล์-บอม

ในอาชีพการงานช่วงหลังของเขา เดอ บรอยล์พยายามพัฒนาคำอธิบายเชิงสาเหตุของกลศาสตร์คลื่น ซึ่งตรงข้ามกับแบบจำลองเชิงความน่าจะเป็นที่ครอบงำทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมโดยสิ้นเชิง แนวคิดนี้ได้รับการปรับปรุงโดยเดวิด โบห์มในทศวรรษ 1950 และตั้งแต่นั้นมา ทฤษฎีนี้ก็เป็นที่รู้จักกันในชื่อทฤษฎีเดอ บรอยล์-บอม

2.3.2. การคาดการณ์เกี่ยวกับนาฬิกาภายในของอิเล็กตรอน

ในวิทยานิพนธ์ปี ค.ศ. 1924 ของเขา เดอ บรอยล์ได้ตั้งสมมติฐานว่าอิเล็กตรอนมีนาฬิกาภายใน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลไกที่คลื่นนำ (pilot wave) ใช้ในการนำทางอนุภาค ต่อมาเดวิด เฮสเตเนส (David Hestenes) ได้เสนอความเชื่อมโยงกับซิทเทอร์เบเวกุง (zitterbewegung) ซึ่งเสนอโดยเออร์วิน ชเรอดิงเงอร์ แม้ว่าความพยายามในการตรวจสอบสมมติฐานนาฬิกาภายในและการวัดความถี่นาฬิกายังไม่เป็นที่สิ้นสุด แต่ข้อมูลการทดลองล่าสุดอย่างน้อยก็เข้ากันได้กับข้อสันนิษฐานของเดอ บรอยล์

2.3.3. ทฤษฎีอื่นๆ

การไม่เป็นศูนย์และความแปรผันของมวล: ตามแนวคิดของเดอ บรอยล์ นิวตริโนและโฟตอนมีมวลนิ่งที่ไม่เป็นศูนย์ แม้จะน้อยมากก็ตาม การที่โฟตอนไม่ได้ไร้มวลโดยสิ้นเชิงนั้นเป็นข้อกำหนดจากความสอดคล้องกันของทฤษฎีของเขา โดยบังเอิญ การปฏิเสธสมมติฐานของโฟตอนที่ไร้มวลนี้ทำให้เขาสงสัยในสมมติฐานการขยายตัวของเอกภพ นอกจากนี้ เขายังเชื่อว่ามวลที่แท้จริงของอนุภาคไม่ได้คงที่ แต่แปรผันได้ และอนุภาคแต่ละชนิดสามารถแสดงเป็นเครื่องจักรอุณหพลศาสตร์ที่เทียบเท่ากับการรวมเชิงวัฏจักรของการกระทำได้
การวางนัยทั่วไปของหลักการของการกระทำน้อยที่สุด: ในส่วนที่สองของวิทยานิพนธ์ปี ค.ศ. 1924 ของเขา เดอ บรอยล์ใช้ความเท่าเทียมกันของหลักการของการกระทำน้อยที่สุดทางกลศาสตร์กับหลักการของแฟร์มาต์ทางทัศนศาสตร์: "หลักการของแฟร์มาต์ที่ประยุกต์ใช้กับคลื่นเฟสจะเหมือนกับหลักการของโมแปร์ตุย (Maupertuis' principle) ที่ประยุกต์ใช้กับวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่; วิถีพลวัตที่เป็นไปได้ของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่นั้นเหมือนกับรังสีที่เป็นไปได้ของคลื่น" ความเท่าเทียมกันหลังนี้ได้รับการชี้ให้เห็นโดยวิลเลียม โรวัน แฮมิลตัน (William Rowan Hamilton) หนึ่งศตวรรษก่อนหน้านี้ และตีพิมพ์โดยเขาประมาณปี ค.ศ. 1830 สำหรับกรณีของแสง
ทวิภาคของกฎธรรมชาติ: เดอ บรอยล์ได้ขยายทวิภาคของคลื่น-อนุภาคไปยังอนุภาคทั้งหมด (และไปยังผลึกที่แสดงผลของการเลี้ยวเบน) และขยายหลักการของทวิภาคไปยังกฎธรรมชาติ งานสุดท้ายของเขาได้สร้างระบบกฎเดียวจากสองระบบใหญ่ของอุณหพลศาสตร์และกลศาสตร์

เมื่อลุดวิก โบลต์ซมันน์ (Boltzmann) และผู้สืบทอดของเขาพัฒนาการตีความทางสถิติของอุณหพลศาสตร์ เราอาจพิจารณาว่าอุณหพลศาสตร์เป็นสาขาที่ซับซ้อนของพลศาสตร์ แต่ด้วยแนวคิดปัจจุบันของผม พลศาสตร์ต่างหากที่ดูเหมือนเป็นสาขาที่เรียบง่ายของอุณหพลศาสตร์ ผมคิดว่าจากแนวคิดทั้งหมดที่ผมได้นำเสนอในทฤษฎีควอนตัมในช่วงหลายปีที่ผ่านมา แนวคิดนี้เป็นแนวคิดที่สำคัญและลึกซึ้งที่สุด

แนวคิดนั้นดูเหมือนจะเข้ากันได้กับทวิภาคแบบต่อเนื่อง-ไม่ต่อเนื่อง เนื่องจากพลศาสตร์ของมันอาจเป็นขีดจำกัดของอุณหพลศาสตร์เมื่อมีการตั้งสมมติฐานการเปลี่ยนผ่านสู่ขีดจำกัดต่อเนื่อง นอกจากนี้ยังใกล้เคียงกับแนวคิดของกอตต์ฟรีด วิลเฮ็ล์ม ไลบ์นิทซ์ (Gottfried Wilhelm Leibniz) ผู้ซึ่งตั้งสมมติฐานถึงความจำเป็นของ "หลักการทางสถาปัตยกรรม" เพื่อเติมเต็มระบบกฎทางกลศาสตร์ อย่างไรก็ตาม ตามแนวคิดของเขา มีทวิภาคน้อยกว่าในแง่ของความขัดแย้ง แต่เป็นการสังเคราะห์ (หนึ่งเป็นขีดจำกัดของอีกหนึ่ง) และความพยายามในการสังเคราะห์นั้นคงที่ตามแนวคิดของเขา เช่นเดียวกับในสูตรแรกของเขา ซึ่งสมาชิกแรกเกี่ยวข้องกับกลศาสตร์และสมาชิกที่สองเกี่ยวข้องกับทัศนศาสตร์:
:

m c^2 = h \nu

ทฤษฎีนิวตริโนของแสง: ทฤษฎีนี้ซึ่งมีมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1934 ได้นำเสนอแนวคิดที่ว่าโฟตอนเทียบเท่ากับการรวมกันของนิวตริโนดิแรกสองตัว ในปี ค.ศ. 1938 แนวคิดนี้ถูกท้าทายว่าไม่เป็นการหมุนแบบไม่แปรผัน (rotationally invariant) และงานวิจัยเกี่ยวกับแนวคิดนี้ส่วนใหญ่ถูกยกเลิกไป
อุณหพลศาสตร์ที่ซ่อนเร้น: แนวคิดสุดท้ายของเดอ บรอยล์คืออุณหพลศาสตร์ที่ซ่อนเร้นของอนุภาคโดดเดี่ยว เป็นความพยายามที่จะรวมหลักการที่ห่างไกลที่สุดสามประการของฟิสิกส์ ได้แก่ หลักการของแฟร์มาต์ หลักการของโมแปร์ตุย และหลักการของการ์โนต์ ในงานนี้ การกระทำกลายเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับเอนโทรปี ผ่านสมการที่เชื่อมโยงมิติสากลเพียงสองมิติในรูปแบบ:

: ${\text{action}\over h} = -{\text{entropy}\over k}$
ผลจากการมีอิทธิพลอย่างมาก ทฤษฎีนี้ได้นำหลักความไม่แน่นอนกลับมาสู่ระยะทางรอบจุดสุดขีดของการกระทำ ซึ่งเป็นระยะทางที่สอดคล้องกับการลดลงของเอนโทรปี

3. กิจกรรมทางวิชาการและตำแหน่ง

หลุยส์ เดอ บรอยล์มีบทบาทสำคัญในวงการวิชาการและสถาบันวิทยาศาสตร์ของฝรั่งเศส โดยดำรงตำแหน่งสำคัญหลายตำแหน่ง

3.1. การสอนและกิจกรรมวิจัย

ในปี ค.ศ. 1926 เดอ บรอยล์เริ่มสอนที่มหาวิทยาลัยซอร์บอนน์ และในปี ค.ศ. 1928 เขาได้รับตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ทฤษฎีที่สถาบันอ็องรี ปวงกาเร (Henri Poincaré Institute) ซึ่งเขาได้ก่อตั้งศูนย์กลศาสตร์ประยุกต์ขึ้น โดยมีการวิจัยด้านทัศนศาสตร์ ไซเบอร์เนติกส์ และพลังงานปรมาณู ในปี ค.ศ. 1962 เดอ บรอยล์เกษียณจากสถาบันอ็องรี ปวงกาเร

3.2. กิจกรรมในสถาบันวิชาการ

นอกเหนือจากงานทางวิทยาศาสตร์อย่างเคร่งครัดแล้ว เดอ บรอยล์ยังได้คิดและเขียนเกี่ยวกับปรัชญาวิทยาศาสตร์ รวมถึงคุณค่าของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ในปี ค.ศ. 1930 เขาได้ก่อตั้งชุดหนังสือ Actualités scientifiques et industrielles ซึ่งตีพิมพ์โดยสำนักพิมพ์แอดีซียง แอร์มัน (Éditions Hermann)

เดอ บรอยล์ได้รับเลือกเป็นสมาชิกของบัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศสในปี ค.ศ. 1933 และดำรงตำแหน่งเลขาธิการตลอดชีพของสถาบันตั้งแต่ปี ค.ศ. 1942 เขาได้รับเชิญให้เข้าร่วมสภาสหภาพนักวิทยาศาสตร์คาทอลิกฝรั่งเศส (Le Conseil de l'Union Catholique des Scientifiques Francais) แต่ปฏิเสธเนื่องจากเขาไม่มีศาสนา ในปี ค.ศ. 1941 เขาได้รับแต่งตั้งเป็นสมาชิกสภาแห่งชาติของรัฐบาลวิชีฝรั่งเศส

ในวันที่ 12 ตุลาคม ค.ศ. 1944 เขาได้รับเลือกเข้าสู่บัณฑิตยสถานฝรั่งเศส แทนที่เอมีล ปิการ์ (Émile Picard) นักคณิตศาสตร์ เนื่องจากการเสียชีวิตและการจำคุกของสมาชิกบัณฑิตยสถานในช่วงการยึดครองและผลกระทบอื่นๆ ของสงคราม ทำให้บัณฑิตยสถานไม่สามารถประชุมให้ครบองค์ประชุมยี่สิบคนสำหรับการเลือกตั้งของเขาได้ อย่างไรก็ตาม ด้วยสถานการณ์พิเศษ การเลือกตั้งของเขาด้วยคะแนนเสียงเป็นเอกฉันท์จากสมาชิกสิบเจ็ดคนที่เข้าร่วมจึงได้รับการยอมรับ ในเหตุการณ์ที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในประวัติศาสตร์ของบัณฑิตยสถาน เขาได้รับการต้อนรับเข้าเป็นสมาชิกโดยมอริส เดอ บรอยล์ พี่ชายของเขาเอง ซึ่งได้รับเลือกในปี ค.ศ. 1934

ยูเนสโกได้มอบรางวัลคาลิงกา (Kalinga Prize) ให้แก่เขาเป็นคนแรกในปี ค.ศ. 1952 จากผลงานในการเผยแพร่ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ และเขาได้รับเลือกเป็นสมาชิกต่างชาติของราชสมาคมแห่งลอนดอนเมื่อวันที่ 23 เมษายน ค.ศ. 1953

ในปี ค.ศ. 1945 เขาได้รับตำแหน่งที่ปรึกษาของคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูระดับสูงของฝรั่งเศส จากความพยายามของเขาในการนำอุตสาหกรรมและวิทยาศาสตร์มาใกล้ชิดกันมากขึ้น เขายังเป็นผู้ริเริ่มการก่อตั้งสถาบันนานาชาติวิทยาการควอนตัมโมเลกุล (International Academy of Quantum Molecular Science) และเป็นสมาชิกยุคแรกๆ ของสถาบันนี้

4. รางวัลและเกียรติยศ

หลุยส์ เดอ บรอยล์ได้รับรางวัลและเกียรติยศมากมายตลอดชีวิตการทำงาน ซึ่งสะท้อนถึงคุณูปการอันยิ่งใหญ่ของเขาต่อวงการวิทยาศาสตร์

4.1. รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์

หลุยส์ เดอ บรอยล์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ. 1929 "สำหรับการค้นพบธรรมชาติคลื่นของอิเล็กตรอน" ซึ่งเป็นผลงานสำคัญที่พลิกโฉมความเข้าใจในฟิสิกส์ควอนตัม การคาดการณ์ของเขาได้รับการยืนยันจากการทดลองการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนในปี ค.ศ. 1927 โดยจอร์จ พาเจต ทอมสัน (G. P. Thomson) และคลินตัน เดวิสสัน (Clinton Davisson) กับเลสเตอร์ เจอร์เมอร์ (Lester Germer) รวมถึงโดยคิกุจิ มาซาชิ (菊池正士) ในปี ค.ศ. 1928 ซึ่งเป็นการพิสูจน์เชิงประจักษ์ถึงสมมติฐานของเดอ บรอยล์

4.2. รางวัลและสมาชิกภาพอื่นๆ

ค.ศ. 1929: เหรียญอ็องรี ปวงกาเร (Henri Poincaré Medal)
ค.ศ. 1932: รางวัลอัลแบร์ที่ 1 แห่งโมนาโก (Albert I of Monaco Prize)
ค.ศ. 1938: เหรียญมักซ์ พลังค์ (Max Planck Medal)
ค.ศ. 1938: ภาคีสมาชิกราชบัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน (Royal Swedish Academy of Sciences)
ค.ศ. 1939: สมาชิกต่างชาติของสมาคมปรัชญาอเมริกัน (American Philosophical Society)
ค.ศ. 1944: ภาคีสมาชิกบัณฑิตยสถานฝรั่งเศส (Académie française)
ค.ศ. 1948: สมาชิกต่างชาติของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา (United States National Academy of Sciences)
ค.ศ. 1952: รางวัลคาลิงกา (Kalinga Prize) จากยูเนสโก
ค.ศ. 1953: ภาคีสมาชิกราชสมาคมแห่งลอนดอน (Royal Society)
ค.ศ. 1958: สมาชิกกิตติมศักดิ์นานาชาติของสถาบันศิลปะและวิทยาศาสตร์อเมริกัน (American Academy of Arts and Sciences)
ค.ศ. 1961: ได้รับบรรดาศักดิ์อัศวินแห่งเครื่องอิสริยาภรณ์เลฌียงดอเนอร์ (Légion d'honneur) ชั้นมหากางเขน (Grand Cross)
ค.ศ. 1975: เหรียญเฮล์มโฮลต์ซ (Helmholtz Medal)

5. ชีวิตส่วนตัว

5.1. การสืบทอดตำแหน่งดยุก

ในปี ค.ศ. 1960 หลุยส์ได้เป็นดยุกแห่งบรอยล์ลำดับที่ 7 หลังจากพี่ชายของเขา มอริส เดอ บรอยล์ ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์เช่นกัน เสียชีวิตโดยไม่มีทายาท หลุยส์ไม่เคยแต่งงาน เมื่อเขาเสียชีวิตในวันที่ 19 มีนาคม ค.ศ. 1987 ที่ลูฟว์ซีแยน (Louveciennes) ด้วยวัย 94 ปี ตำแหน่งดยุกจึงตกทอดไปยังญาติห่างๆ คือวิกตอร์-ฟร็องซัว ดยุกที่ 8 แห่งบรอย (Victor-François, 8th duc de Broglie)

5.2. การเสียชีวิต

หลุยส์ เดอ บรอยล์เสียชีวิตเมื่อวันที่ 19 มีนาคม ค.ศ. 1987 ที่เมืองลูฟว์ซีแยน ประเทศฝรั่งเศส ขณะมีอายุ 94 ปี พิธีศพของเขาจัดขึ้นเมื่อวันที่ 23 มีนาคม ค.ศ. 1987 ที่โบสถ์แซ็ง-ปีแยร์-เดอ-เนอยี (Church of Saint-Pierre-de-Neuilly)

6. มรดกและผลกระทบ

การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ของหลุยส์ เดอ บรอยล์ โดยเฉพาะสมมติฐานของเดอ บรอยล์และการยืนยันทวิภาคของคลื่น-อนุภาค ได้มีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อฟิสิกส์สมัยใหม่และเป็นรากฐานสำคัญของกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งเป็นสาขาที่อธิบายพฤติกรรมของสสารและพลังงานในระดับอะตอมและอนุภาคย่อยของอะตอม นอกจากนี้ บทบาทของเขาในการเรียกร้องให้มีการจัดตั้งห้องปฏิบัติการวิจัยนานาชาติยังนำไปสู่การก่อตั้งเซิร์น ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยฟิสิกส์อนุภาคชั้นนำของโลก แสดงให้เห็นถึงวิสัยทัศน์ของเขาในการส่งเสริมความร่วมมือทางวิทยาศาสตร์ระดับโลก

7. ผลงานตีพิมพ์

หลุยส์ เดอ บรอยล์ได้ประพันธ์หนังสือและบทความทางวิทยาศาสตร์จำนวนมาก ซึ่งหลายเล่มเป็นรากฐานสำคัญของกลศาสตร์ควอนตัมและฟิสิกส์ทฤษฎี

Recherches sur la théorie des quanta (การวิจัยว่าด้วยทฤษฎีควอนตัม), วิทยานิพนธ์, ปารีส, ค.ศ. 1924, ตีพิมพ์ใน Ann. de Physique (10) 3, 22 (ค.ศ. 1925).
Introduction à la physique des rayons X et gamma (บทนำสู่ฟิสิกส์ของรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา), ร่วมกับมอริส เดอ บรอยล์, Gauthier-Villars, ค.ศ. 1928.
Ondes et mouvements (คลื่นและการเคลื่อนที่), ปารีส: Gauthier-Villars, ค.ศ. 1926.
Rapport au 5ème Conseil de Physique Solvay (รายงานการประชุมฟิสิกส์โซลเวย์ครั้งที่ 5), บรัสเซลส์, ค.ศ. 1927.
Mecanique ondulatoire (กลศาสตร์คลื่น), ปารีส: Gauthier-Villars, ค.ศ. 1928.
Recueil d'exposés sur les ondes et corpuscules (รวมบทความว่าด้วยคลื่นและอนุภาค), ปารีส: Librairie scientifique Hermann et C.ie, ค.ศ. 1930.
Matière et lumière (สสารและแสง), ปารีส: Albin Michel, ค.ศ. 1937.
La Physique nouvelle et les quanta (ฟิสิกส์ใหม่และควอนตัม), Flammarion, ค.ศ. 1937.
Continu et discontinu en physique moderne (ต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่องในฟิสิกส์สมัยใหม่), ปารีส: Albin Michel, ค.ศ. 1941.
Ondes, corpuscules, mécanique ondulatoire (คลื่น, อนุภาค, กลศาสตร์คลื่น), ปารีส: Albin Michel, ค.ศ. 1945.
Physique et microphysique (ฟิสิกส์และไมโครฟิสิกส์), Albin Michel, ค.ศ. 1947.
Vie et œuvre de Paul Langevin (ชีวิตและผลงานของปอล ล็องเฌอแว็ง), French Academy of Sciences, ค.ศ. 1947.
Optique électronique et corpusculaire (ทัศนศาสตร์อิเล็กตรอนและอนุภาค), Herman, ค.ศ. 1950.
Savants et découvertes (นักวิทยาศาสตร์และการค้นพบ), ปารีส, Albin Michel, ค.ศ. 1951.
Une tentative d'interprétation causale et non linéaire de la mécanique ondulatoire: la théorie de la double solution (ความพยายามในการตีความกลศาสตร์คลื่นเชิงสาเหตุและไม่เชิงเส้น: ทฤษฎีการแก้ปัญหาคู่), ปารีส: Gauthier-Villars, ค.ศ. 1956.
- ฉบับแปลภาษาอังกฤษ: Non-linear Wave Mechanics: A Causal Interpretation. Amsterdam: Elsevier, ค.ศ. 1960.
Nouvelles perspectives en microphysique (มุมมองใหม่ในไมโครฟิสิกส์), Albin Michel, ค.ศ. 1956.
Sur les sentiers de la science (บนเส้นทางแห่งวิทยาศาสตร์), ปารีส: Albin Michel, ค.ศ. 1960.
Introduction à la nouvelle théorie des particules de M. ฌอง-ปิแอร์ วีเฌ และผู้ร่วมงานของเขา (บทนำสู่ทฤษฎีอนุภาคใหม่ของนายฌอง-ปิแอร์ วีเฌและผู้ร่วมงานของเขา), ปารีส: Gauthier-Villars, ค.ศ. 1961. ปารีส: Albin Michel, ค.ศ. 1960.
- ฉบับแปลภาษาอังกฤษ: Introduction to the Vigier Theory of elementary particles, Amsterdam: Elsevier, ค.ศ. 1963.
Étude critique des bases de l'interprétation actuelle de la mécanique ondulatoire (การศึกษาเชิงวิพากษ์รากฐานของการตีความกลศาสตร์คลื่นในปัจจุบัน), ปารีส: Gauthier-Villars, ค.ศ. 1963.
- ฉบับแปลภาษาอังกฤษ: The Current Interpretation of Wave Mechanics: A Critical Study, Amsterdam, Elsevier, ค.ศ. 1964.
Certitudes et incertitudes de la science (ความแน่นอนและความไม่แน่นอนของวิทยาศาสตร์). ปารีส: Albin Michel, ค.ศ. 1966.
ร่วมกับหลุยส์ อาร์ม็อง (Louis Armand), ปีแยร์ อ็องรี ซีมง (Pierre Henri Simon) และอื่นๆ. อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์. ปารีส: Hachette, ค.ศ. 1966.
- ฉบับแปลภาษาอังกฤษ: Einstein. Peebles Press, ค.ศ. 1979.
Recherches d'un demi-siècle (การวิจัยครึ่งศตวรรษ), Albin Michel, ค.ศ. 1976.
Les incertitudes d'Heisenberg et l'interprétation probabiliste de la mécanique ondulatoire (หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กและการตีความเชิงความน่าจะเป็นของกลศาสตร์คลื่น), Gauthier-Villars, ค.ศ. 1982.