五、物质波概念的发展

德布罗意独创性地提出了物质波的概念，并从实验上得到了验证．但是关于物质波的物理图景，或者其物理对应物，尚晦隐不明．德布罗意为此进行了艰苦的探索．从博士论文发表到 1929 年，他发表了一系列这方面的文章．这些文章总括起来，形成了一个“双重解理论”的系统性工作．但在数学上遇到了困难．1960 年前后，德布罗意作出了可以和纯几率解释相比较的双重解理论的框架，指出了他的理论所遇到的困难，并提出了这样的希望：“我非常希望富有物理洞察力的青年物理学家们和富有经验的数学家们，对我所提出而不能真正加以辨明的那些假设发生兴趣．”另一方面，其他一些物理学家如薛定谔等人也从理论上研究了德布罗意物质波的特性．薛定谔把德布罗意的物质波思想加以推广并给予数学的表述，建立了波动力学．1926 年在他发表的一系列题为“作为本征值问题的量子化”的论文，提出了表述原子过程的动力方程，即薛定谔方程，标志着波动力学的建立．在这同时，由海森堡、波恩、约当等人创立了矩阵力学．从而建立了量子力学体系．德布罗意因提出物质波概念于 1929 年、海森堡

因创立矩阵力学于 1932 年、薛定谔因创立波动力学于 1933 年分别获得了诺贝尔物理学奖．

回顾德布罗意物质波概念提出的历史，可以看出，这是一次伟大的综合．完全对立的波和粒子观念，由此第一次既是互相排斥，又是彼此协调地贯穿在一切物理现象之中．这种波与粒子的对立，从牛顿起一直贯穿中物理学中．物理学家们先前的一切努力，总是企图以一者纳入另一者中， 德布罗意开辟了一条新路．德布罗意这种思维模式就是美国学者卢森堡所称谓的“两面神思维”．两面神是罗马的门神，他有两个面孔，能同时朝向两个相反的方向．卢森堡认为：“两面神思维所指的，是同时积极地构想出两个或更多并存的和（或者）同样起作用的或同样正确的相反的或对立的概念、思想或印象．在表现违反逻辑或者违反自然法则的情况下，具有创造力的人物制定了两个或更多并存和同时起作用的相反物或对立面，而这样的表述产生了完整的概念、印象和创造．”德布罗意实物粒子的波粒二象性、爱因斯坦光的波粒二象性等概念就是两面神思维的典型事例．两面神思维是现代思维的一个重要方面．

从德布罗意物质波概念的提出，我们还可得到这样的启示，科学具有诱发性，一个理论会诱发另一个理论的产生．从能量子概念引出了光量子概念，光量子概念又引出了物质波概念．德布罗意说：“我们任何时候都不应忘记（科学史证明了这一点），我们认识的每一成就提出的问题，比解决的问题还要多；在认识的领域内，新发现的每一片土地都可使我们推测到，还存在着我们尚未知晓的无边无际的大陆．”