Γεννήθηκε στη Διέππη της Βόρειας Γαλλίας στις 15 Αυγούστου του 1892. Είχε τέσσερα αδέλφια. Ήταν γόνος ευγενούς οικογένειας κι από τη γέννησή του έφερε τον τίτλο του πρίγκιπα. Ο πατέρας του ήταν μέλος του γαλλικού κοινοβουλίου και, παρά την ιταλική καταγωγή τους, η οικογένειά του ανήκε σε μια υψηλή κοινωνική στάθμη στη ζωή της Γαλλίας.Έτσι, οι περισσότεροι συγγενείς του στράφηκαν σε επαγγέλματα όπως εκείνα του πολιτικού, του στρατιωτικού και του κληρικού. Όμως, το μέλλον του Louis de Broglie έμοιαζε να είναι εντελώς διαφορετικό. Όταν ο πατέρας του πέθανε το 1906, την κηδεμονία του μικρού Louis ανέλαβε ο κατά 17 χρόνια μεγαλύτερός του Maurice, ο οποίος και θα έπαιζε καθοριστικό ρόλο στην επιστημονική ανάδειξή του. Ο ίδιος ασχολήθηκε με τη Φυσική, στην οποία και ήταν πολύ καλός. Σπούδασε στο college de France και ακόμα το 1906 εγκατέστησε ένα ολόκληρο εργαστήριο σπίτι του, ένα μέρος που δεν έβρισκε ακόμα ιδιαίτερα ενδιαφέρον ο έφηβος πια Louis.
Έτσι, μη δείχνοντας καμία τάση προς τις θετικές επιστήμες, ο de Broglie το 1909 αρχίζει τις σπουδές του πάνω στην Ιστορία στο Πανεπιστήμιο της Σορβόνης, κάτι που δεν κράτησε βέβαια παραπάνω από ένα χρόνο, αφού, προφανώς, επηρεασμένος από την ερευνητική δραστηριότητα του μεγαλύτερού του αδερφού, έκανε μια απότομη στροφή προς την επιστήμη της Φυσικής, όπου και πήρε το πτυχίο του 4 χρόνια αργότερα. Όμως, η Ιστορία ήταν κάτι που πάντα τον γοήτευε. Ο G. Lochak, ένας μετέπειτα στενός συνεργάτης του, χαρακτηριστικά αναφέρει: «Μελετούσε Ιστορία τόσο συστηματικά, ώστε μια μέρα μου είπε ότι είχε διαβάσει περισσότερα βιβλία Ιστορίας από ό,τι Φυσικής. Ειδικότερα, η Ιστορία των ιδεών της Φυσικής από το 16ο και κύρια από τον 17ο αιώνα έπαιξε αποφασιστικό ρόλο στην εργασία του. Αυτή η ενασχόληση δεν ήταν απλά ένα χόμπι πολυμάθειας ή αναψυχή. Ήταν μια κινητήρια δύναμη για το συνθετικό του νου, όσο κι ένα γόνιμο έδαφος για τη σκέψη του».
Ο Γάλλος Φυσικός πίστευε για τη Φυσική, όπως και για όλες τις Επιστήμες, ότι δεν αποτελούν ένα «στατικό οικοδόμημα αποκρυσταλλομένων ιδεών και μεθόδων, αφού κάθε ιδέα της Φυσικής εξελίσσεται συνεχώς κατά τη διαρκή προσπάθεια των ερευνητών να γνωρίσουν τη Φύση». Αυτό ήταν που γοήτευε αλλά και ωθούσε την πειραματική έρευνα του Louis de Broglie, αφού έπαιρνε κι αυτός μέρος στη διαμόρφωση της ιστορίας της φυσικής, διακρίνοντας νέους και παραγωγικούς δρόμους εκεί που πριν δεν υπήρχαν. Ο ίδιος αναφέρει: «Όταν επέστρεψα στις μελέτες μου πάνω στη θεωρητική φυσική, απείχα αρκετά από τη σκέψη ότι οι εργασίες μου θα με έφερναν αρκετά χρόνια αργότερα έτσι ώστε να λάβω ένα τόσο υψηλό και αξιοζήλευτο βραβείο, όπως αυτό που δίνει κάθε χρόνο το Swedish Academy of Sciences σε έναν επιστήμονα: το βραβείο Nobel για τη Φυσική. Αυτό που με ώθησε εκείνη τη στιγμή στη μελέτη της θεωρητικής Φυσικής δεν ήταν η ελπίδα για μια τέτοια υψηλή διάκριση που θα έστεφε την εργασία μου. Με έλκυσε η θεωρητική Φυσική λόγω του μυστηρίου που περιστοιχίζει την ύλη και τις δομές των ακτινοβολιών, ένα μυστήριο το οποίο βάθυνε με την εισαγωγή της σύλληψης των περίεργων κβάντα από τον Planck το 1900 στην έρευνά του πάνω στην ακτινοβολία του μέλανος σώματος, η οποία συνέχισε να κλονίζει ολόκληρο το οικοδόμημα της Φυσικής».
Όλες αυτές οι ιδέες δεν ήταν βέβαια αποκύημα της φαντασίας του ή ένας εφήμερος ενθουσιασμός, όπως άλλωστε φαίνεται από τα λόγια του ίδιου. Καθένας φυσικός της εποχής είχε μια αντίστοιχη αντιμετώπιση πάνω στην επιστήμη του, αφού μέσα σε δύο ή τρεις δεκαετίες τα πράγματα αλλάζουν αναπάντεχα και όλο και νέες ανακαλύψεις, θεωρήσεις και υποθέσεις προκαλούν τους πειραματιστές να τις αποδείξουν. Τέτοια παραδείγματα είναι πάρα πολλά: ο σαφής πια διαχωρισμός ενός αερίου από μια ακτινοβολία, από τον Maxwell, το τέλος του αξιώματος ότι η ακτινοβολία έχει συνεχή υφή με τα πειράματα του Rutherford, η θεωρητική εξήγηση της κατανομής της έντασης της ακτινοβολίας του μαύρου σώματος, από τον Planck, η απόρριψη της συνεχούς κατανομής της ενέργειας του ηλεκτρομαγνητικού κύματος, από τον Thomson. Και ο κατάλογος των επιτευγμάτων και των νέων ανακαλύψεων συνεχίζει, όχι όμως με μια αλαζονική υπερηφάνεια από την πλευρά των ερευνητών. Όλος ο επιστημονικός κόσμος (όπως και ο de Broglie) θεωρεί πως η Φυσική βρίσκεται σε μια συνεχή τελειοποίηση κι ότι απλώς οι εκάστοτε νόμοι που χρησιμοποιούνται είναι απλώς οι καταλληλότεροι κάθε φορά για την εξήγηση των φαινομένων της Φύσης. Ο ίδιος ο Planck αναφέρει για ένα νόμο σε σχέση με τα κβάντα που είχε προτείνει: «Είναι αλήθεια ότι δε θα αποδείξουμε με τα παραπάνω ότι αυτή η υπόθεση αποτελεί τη μόνη δυνατή ή ακόμα την πιο επαρκή έκφραση του βασικού δυναμικού νόμου της δόνησης των ταλαντώσεων. Αντίθετα, νομίζω ότι είναι πολύ πιθανό αυτή να βελτιωθεί όσον αφορά τη μορφή και το περιεχόμενο».
O de Broglie ήταν αυτός που συνέβαλε αποφασιστικά στη γέννηση της επαναστατικής για την εποχή της θεωρίας της κυματικής φύσης του ηλεκτρονίου, επεκτείνοντας τη διττή φύση του φωτός και στην ύλη. Βοήθησε μαζί με άλλους φυσικούς στη δημιουργία της Κυματικής Μηχανικής, καθώς και στην ανάπτυξη της κβαντικής θεωρίας.
Το θέμα της διδακτορικής διατριβής του, που ξεκίνησε το 1923, με τίτλο "Έρευνες πάνω στη θεωρία των κβάντα", τον έκανε να σκέπτεται πάνω στη θεωρία των κυμάτων των ηλεκτρονίων, βασισμένος στην εργασία του Einstein και του Planck. Ο Einstein είχε διατυπώσει λίγα χρόνια νωρίτερα την άποψη πως το φως, που είναι ένα κύμα, μπορεί να συμπεριφέρεται σαν να αποτελείται από σωματίδια. Η θεωρία των Einstein-Planck τον προσανατόλισε στη θεωρία, για την οποία είναι γνωστός, δηλαδή τη δυαδικότητα σωματιδίου-κύματος, στην οποία η ύλη έχει ιδιότητες σωματιδιακές και κυματικές.
Στη διατριβή του ο Louis de Broglie αναφέρει τα εξής:
"Αφού τα φωτόνια δείχνουν συγχρόνως χαρακτηριστικές ιδιότητες σωματίων και κυμάτων, γιατί να μη συμβαίνει και το ίδιο με όλες τις μορφές της ύλης, γιατί δηλαδή τα σωματίδια να μη συμπεριφέρονται και ως κύματα".
Η πρότασή του απαντούσε στο ερώτημα που είχε ανακύψει κατά τους υπολογισμούς της κίνησης των ηλεκτρονίων του ατόμου. Από τα πειράματα είχε εξαχθεί το συμπέρασμα πως τα ηλεκτρόνια πρέπει να κινούνται γύρω από τον πυρήνα, αλλά για αδιευκρίνιστους μέχρι τότε λόγους υπήρχαν περιορισμοί στην κίνησή τους. Ο de Broglie σκέφθηκε πως το ηλεκτρόνιο πρέπει να εμφανίζει και ιδιότητες κύματος, για να μπορέσει να ξεπεράσει αυτούς τους περιορισμούς. Πράγματι μια κύμανση, που περικλείεται μέσα στα όρια τα οποία επιβάλλει η ύπαρξη του πυρηνικού φορτίου, θα υπόκειται σε περιορισμούς όσον αφορά το σχήμα και την κίνησή της, διότι θα είχε συμβάλει με τον εαυτό της με αποτέλεσμα την απόσβεσή της. Οι ιδέες που παρουσιάστηκαν στη διδακτορική του διατριβή δεν είχαν επιβεβαιωθεί μέχρι τότε, αλλά επιβεβαιώθηκαν πλήρως από την ανακάλυψη της περίθλασης των ακτίνων των ηλεκτρονίων από κρυστάλλους το 1927 από τους Davisson, Kunsman και Germer, στις ΗΠΑ, και από το γιο του J. J. Thomson, τον G. P. Thomson, στη Σκωτία.
Στην απονομή του βραβείου Nobel, το 1929, εξήγησε το υπόβαθρο των ιδεών του που περιέχονταν στο διδακτορικό του: «Τριάντα χρόνια πριν, η φυσική διαιρέθηκε σε δυο στρατόπεδα: Τη φυσική της ύλης, βασισμένη στις ιδέες των σωματιδίων και ατόμων που ισχυρίζονταν ότι υπάκουε στους νόμους της Κλασσικής Νευτώνειας Μηχανικής, τη φυσική της ακτινοβολίας, βασισμένη στην ιδέα της κυματικής διάδοσης σε ένα υποθετικό συνεχές μέσο, τον αιθέρα. Αλλά αυτά τα δύο συστήματα της φυσικής δεν μπορούν να παραμείνουν χωρισμένα το ένα από το άλλο: Αυτά πρέπει να ενοποιηθούν μέσω της διατύπωσης μιας θεωρίας ανταλλαγών της ενέργειας μεταξύ ύλης και ακτινοβολίας».
Επίσης, σε μια συνέντευξή του το 1963, ο de Broglie περιέγραψε πώς έφτασε στις ανακαλύψεις του: «Σε συνομιλίες με τον αδελφό μου πάντα καταλήγαμε στο συμπέρασμα πως, όπως στην περίπτωση των ακτίνων-Χ, είχαμε και κυματική και σωματιδιακή φύση. Έτσι, ξαφνικά, το καλοκαίρι του 1923, μου ήρθε η ιδέα να επεκτείνω τη δυαδικότητα στα σωματίδια της ύλης, ειδικά στα ηλεκτρόνια. Και αναγνώρισα πως η θεωρία των Hamilton-Jacobi από τη μια μεριά σκόπευε προς αυτή την κατεύθυνση, γι' αυτό κατάφερα να επεκτείνω τη δυαδικότητα και στα σωματίδια. Αυτό αναπαριστά μια γεωμετρική οπτική. Από την άλλη, στα κβαντικά φαινόμενα βρίσκει κάποιος κβαντικούς αριθμούς, που σπάνια τα βρίσκει στη μηχανική, όμως απαντώνται πολύ συχνά στα κυματικά φαινόμενα και σε όλα τα προβλήματα που σχετίζονται με την κίνηση των κυμάτων».
Μετά το διδακτορικό του παρέμεινε στη Σορβόννη διδάσκοντας για δύο χρόνια, σαν καθηγητής της θεωρητικής φυσικής στο Ινστιτούτο Henri Poincare, το 1928. Από το 1932 ήταν επίσης καθηγητής της θεωρητικής φυσικής στη Σχολή των Επιστημών στη Σορβόννη. Ο De Broglie δίδαξε εκεί μέχρι το 1962. Ήταν μέλος πολλών επιστημονικών ενώσεων (Γραφείο Μέτρων και Σταθμών, Γαλλικής Ατομικής Ενέργειας κλπ). Μετά τη βράβευσή του, το 1929, ο De Broglie δούλεψε πάνω στη κυματομηχανική. Δημοσίευσε εργασίες για τη θεωρία πάνω στο ηλεκτρόνιο του Dirac, στη νέα θεωρία του φωτός, για τη θεωρία του Uhlenbeck πάνω στο spin, και εφαρμογές της κυματομηχανικής πάνω στην πυρηνική φυσική.
Έγραψε είκοσι πέντε βιβλία φυσικής αλλά και κάποια εκλαϊκευμένα βιβλία φιλοσοφίας πάνω στη μοντέρνα φυσική, όπως "Matter and Light: The New Physics" (1939), "The Revolution in Physics" (1953), "Physics and Microphysics" (1960) και "New Perspectives in Physics "(1962). Το 1952 βραβεύτηκε από την UNESCO για τις προσπάθειές του για την κατανόηση της μοντέρνας φυσικής από το ευρύ κοινό. Αμέτρητες ήταν οι τιμητικές διακρίσεις, μεταξύ άλλων και από το Πανεπιστήμιο Αθηνών.
Ο De Broglie περιέγραφε τον εαυτό του περισσότερο σαν καθαρό θεωρητικό παρά πειραματικό μηχανικό, έχοντας μεγάλη κλίση και αγάπη στη φιλοσοφική άποψη της φυσικής. Αυτό άλλωστε φαίνεται αμέσως, αν δούμε από μια μακροσκοπική άποψη το έργο του. Προτάσεις σχετικά με τη φύση του φωτός είχαν γίνει και παλαιότερα, τόσο για την κυματική όσο και για τη σωματιδιακή. Αυτό που κατάφερε να κάνει, δηλαδή να συνενώσει αυτά τα δύο «αντίπαλα στρατόπεδα», όπως ο ίδιος αναφέρει, μπορεί να μοιάζει σε εμάς σήμερα απλό, αλλά στην πραγματικότητα αποτελεί μια υπέρβαση κι ένα σπάσιμο των ορίων της επιστημονικής σκέψης για την επιστήμη της Φυσικής.
Το κεντρικό ζήτημα στη ζωή του de Broglie ήταν κατά πόσο η στατιστική φύση της ατομικής φυσικής αντανακλά μια άγνοια της κατανόησης της θεωρίας ή αν η στατιστική είναι όλα όσα μπορούμε να γνωρίσουμε. Στο περισσότερο μέρος της ζωής του πίστευε την πρότερη, αν και ήταν ένας νεαρός ερευνητής που είχε αρχικά πιστέψει πως η στατιστική κρύβει την άγνοιά μας.
Μάλλον εκπληκτικά, επέστρεψε σε αυτή την άποψη στο τελευταίο μέρος της ζωής του:
«... Οι στατιστικές θεωρίες κρύβουν μια τελείως καθορισμένη και εξακριβώσιμη πραγματικότητα πίσω από μεταβλητές, οι οποίες υπεκφεύγουν (κρύβονται) στις πειραματικές τεχνικές μας».
Ο Πρίγκιπας Louis-Victor de Broglie πέθανε στις 19 Μαρτίου του 1987.
ΠΗΓΗ
0 comments:
Δημοσίευση σχολίου