路易·马塞尔·布里渊(Louis Marcel Brillouin;1854年12月19日~1948年6月16日),法国物理学家,
法兰西学院数学物理学教授,法国科学院院士。
1854年12月19日,布里渊出生在法国圣马丁莱斯梅勒(Saint-Martin-lès-Melle)。1878年毕业于
巴黎高等师范学院并受聘于
法兰西学院;1880年获得博士学位,并于1881年发表第一份数学科学
博士论文;之后在南希理学院、第戎和图卢兹大学担任物理学教授,并于1887年回到巴黎高等师范学院;1900年担任法兰西学院数学物理学教授直至1931年;1921年当选法国科学院院士;1948年6月16日,布里渊在
巴黎去世。
布里渊不仅精通自己学科的各个领域,而且在几乎每一个分支都做出了重要的原创性贡献,他涉足的领域包括
量子力学、
流体力学、
统计力学、
热力学、
电力学、
地球物理学、天文
气象学等。在量子力学领域,布里渊是近代第一个将波和粒子联系起来的人,创造性的提出
原子核近旁的介质波概念。在地球物理学领域,他做出了在简单隧道内进行重力测量以确定“
大地水准面”的形状的重要研究。布里渊出版的著作包括《关于液体和气体的粘度的课程》(《Leçons sur la viscosité des liquides et des gaz》)、《电的传播:历史与理论》(《Propagation de l'électricité:
历史学 et théorie》)等。1908年和1913年,他先后获得法国巴黎科学院的Hughes奖和La Caze奖。
法国著名理论物理学家
路易·德布罗意(Louls Victor de Broglie)将布里渊称为“波动学的真正的先驱"。
人物生平
布里渊于1854年12月19日生于他母亲的家乡法国圣马丁莱斯梅勒(Saint-Martin-lès-Melle),全家居住于巴黎,在巴黎康多赛中学(Lycée Condorcet)接受教育 。1870年至1871年,法国普法战争失利期间,布里渊随家庭返回梅勒,住在位于圣马丁莱斯梅勒的马塞尔的外祖父家里,在此期间,布里渊阅读了属于他祖父的哲学书籍。战争结束后,布里渊返回巴黎康多赛中学继续接受教育。
1874年,布里渊进入
巴黎高等师范学院(École Normale Supérieure)学习。1874年到1878年, 布里渊对数学和物理产生浓厚兴趣,通过不懈努力于1878年成为法国物理学会成员、
法兰西学院副教授。1880年7月23日,布里渊获得第一个数学科学博士学位,1882年7月27日,布里渊获得第二个物理科学博士学位,并先后在南希理学院、
第戎和
图卢兹大学担任物理学教授。
1887年,布里渊再次回到巴黎高等师范学校。1900年,在莫里斯·利维(Maurice·Levi)的支持下,当选为法兰西学院数学物理学教授,他的岳父埃利·马斯卡特(Éleuthère Mascart)担任普通和实验物理学教授。此后布里渊持续在
法兰西学院任教直至1931年。
1911年秋季,布里渊成为受邀参加位于
布鲁塞尔的第一届索尔维会议的六位
法国物理学家之一,正是这一次会议促进了第二次量子革命(量子通讯、量子
计算器等)。
1913年,布里渊因其在物理学领域的卓越研究成就被巴黎科学院授予La Caze奖。
主要成果
布里渊作为法国知名物理学家,以其广泛的知识和深刻的洞察力而闻名。作为一名卓越的学者,布里渊不仅精通自己学科的各个领域,而且在几乎每一个分支都做出了重要的原创性贡献,为理论科学的发展作出了卓越的贡献。布里渊的论文议题涵盖广泛,其中包括
量子力学、
流体力学、
统计力学、
热力学、
电力学、
地球物理学、天文
气象学等。
量子力学领域
作为近代第一个将波和粒子联系起来的人,为解决
定态存在的物理学界接收问题,布里渊尝试把定态诠释为一种与干涉相关的
驻波,设想一种介质波,假定粒子的速度比介质中的
声波快很多倍,而
奥格·玻尔电子运动的
量子数n、l、m仍可以用电子的振动与介质波动的某种意义上的
共振来解释。布里渊创造性的提出这一
原子核近旁的介质波概念,他的成果为后来的
路易·德布罗意和
埃尔温·薛定谔对量子物理开展研究奠定了基础。
其他力学领域
流体力学领域。布里渊通过大量基础研究工作,探索了涉及液体流动中的不连续性表面理论以及类似于Helm-Holtz线上的
涡旋的形成。
统计力学领域。布里渊参与了有关
动力学定律的可逆性与热力学定律的不可辩证性之间的争论,他通过对大气循环、雨的形成、
潮汐理论等方面的研究,深入探讨了统计力学与宏观现象之间的关系。
热力学领域。布里渊致力于研究固体的永久变形和
黑体辐射的比热并推导出了比热与
开尔文的三次方之间的比例关系。
电力学领域。布里渊在
法兰西学院长期为学生教授电力学理论,将课程整理并进行出版,出版书籍为《电的传播:历史与理论》(《Propagation de l'électricité:
历史学 et théorie》)。
此外,布里渊约在1900年提出了Eötvös平衡的新模型。他还写了关于亥姆霍兹流和飞机稳定性的文章。他在1925年左右开始研究
潮汐理论。
地球物理学
在布里渊的职业生涯中,尤为热爱应用物理学中地球物理学这一分支,做出的许多重要研究中最杰出的一项是在简单隧道内进行一系列精确的重力测量以确定“
大地水准面”的形状。
天文气象学
布里渊进行了大量关于天文气象学的基础研究,为
天文学和气象学的发展做出了重要贡献。在天文学方面,他曾深入研究
天文钟的点击及其运行逻辑,并于1886年将其研究成果发表在《图卢兹天文和气象观测年鉴》第二卷上。这项研究不仅在当时引起了广泛的关注,而且为后世的天文钟制造和使用提供了重要的理论基础。
此外,布里渊还投入了两年时间研究
太阳黑子对天气的影响。
太阳黑子是太阳表面的黑色斑点,它们的活动与
太阳活动周期相关,并且被认为与
地球的气候变化有一定的关联。布里渊通过深入观察和分析太阳黑子的活动,总结出它们对天气变化的影响规律,并将其研究成果发表在《比利时天文学会公报》上,供后人学习和研究。这项研究为人们理解太阳活动与地球气候之间的关系提供了重要的参考,对于
气象学和
天文学领域的发展具有重要意义。
主要论文与论著
《关于液体和气体的粘度的课程》
1907年,布里渊出版书籍《关于液体和气体的粘度的课程》(《Leçons sur la viscosité des liquides et des gaz》),该书为气体和液体中的扩散和粘度理论的贡献丰富了物质的
动力学理论。这本书的出版标志着布里渊在科学界的声望进一步提升,1908年,布里渊因该书成就获巴黎科学院授予Hughes奖。
《电的传播:历史与理论》
1904年,布里渊出版书籍《电的传播:历史与理论》(《Propagation de l'électricité: histoire et théorie》),这本书记录了1901-1902年在
法兰西学院所教授的课程。
《关于简易隧道中大地水准面椭圆性的记忆》
1904年,布里渊出版书籍《关于简易隧道中大地水准面椭圆性的记忆》(《Mémoire sur l'elliptioité du géoide dans le tunnel du Simplon》),全书论述了大地水准面的曲线测量,总结了布里渊过去8年的工作,并简要地传达给了
布达佩斯学院。
《关于大气环流的原始备忘录》
1901年,布里渊出版书籍《关于大气环流的原始备忘录》(《Memoires Originaux Sur la Circulation Generale de L'Atmosphere》),该书内容主要是布里渊对于大气环流的起源的一些评论和概述。
《关于一些未解决的经典数学物理问题核聚变扩散》
1930年,布里渊在《1.H.P.年鉴》杂志上发表论文《关于一些未解决的经典数学物理问题核聚变扩散》(《Sur quelques problèmes non résolus de la Physique Mathématique classique Propagation de la fusion》),该书内容主要是布里渊关于多个经典数学物理疑难问题的思考和解答。
社会职务
人才培养
布里渊作为
法国知名理论物理学家,长期致力于理论物理领域科学研究的同时,前后在多所高校任职教授,也极为关注教育领域,积极编写教材并刊印发表,例如他发表的《电的传播:历史与理论》,《关于简易隧道中大地水准面椭圆性的记忆》等著作均为他多年教学研究的成果。
作为一名父亲,布里渊也极其重视
家庭教育,根据孩子的个人想法,为其子莱昂·尼古拉·布里渊(Léon Nicolas Brillouin)介绍布莱士·帕斯卡(Blaise Pascal,
法国物理学家、数学家)的著作,提供学习指导,合理引导其对物理学的兴趣,最终将其子培养出为知名法裔美籍物理学家,美国科学院院士。
荣誉
家庭背景
夏洛特·马什卡特(Charlotte Mascart),布里渊的妻子。
埃利·马什卡特(Éleuthère Mascart),布里渊的岳父,19世纪法国著名物理学家。
莱昂·尼古拉·布里渊(Léon Nicolas Brillouin),布里渊之儿子,法国物理学家,
美国国家科学院院士,提出了非弹性光散射中两个最具有代表性的现象之一的“布里渊散射”。
人物评价
"波动学的真正的先驱"——
路易·德布罗意(Louls-Victor de Broglie,
法国著名理论物理学家)。
“万能者”——
保罗·朗之万(Paul Langevin,ESPCI校长,著名物理学家及哲学家)