保羅·朗之萬(wàn)（Paul Langevin，1872年1月23日-1946年12月19日），法國(guó)物理學(xué)家，法國(guó)科學(xué)院院士。其研究領(lǐng)域?yàn)閄射線、磁性理論、分子運(yùn)動(dòng)論和相對(duì)論，以朗之萬(wàn)方程、巖石壓電性和水聲成像聞名于世。
朗之萬(wàn)出生于法國(guó)巴黎，1888年和1893年先后考入巴黎物理和化學(xué)高等學(xué)院及高等師范學(xué)院，于1902年在巴黎大學(xué)獲博士學(xué)位，同年，朗之萬(wàn)進(jìn)入法蘭西學(xué)院工作。在19世紀(jì)末、20世紀(jì)初的物理學(xué)革命中，朗之萬(wàn)在數(shù)學(xué)、物理學(xué)等方面取得多項(xiàng)成就，如朗之萬(wàn)方程與朗之萬(wàn)動(dòng)力學(xué)。1905年阿爾伯特·愛(ài)因斯坦（Albert Einstein）發(fā)表相對(duì)論論文，朗之萬(wàn)對(duì)相對(duì)論的闡述做了大量的宣傳和普及工作，與愛(ài)因斯坦結(jié)下了深厚的友誼。第一次世界大戰(zhàn)期間，朗之萬(wàn)開創(chuàng)超聲波研究，制造了最早的聲吶。1925年，朗之萬(wàn)擔(dān)任法蘭西學(xué)院校長(zhǎng)。1931年5月19日，朗之萬(wàn)作為國(guó)際聯(lián)盟中國(guó)教育考察團(tuán)的成員到達(dá)上海市，進(jìn)行多次學(xué)術(shù)報(bào)告，催生了中國(guó)物理學(xué)會(huì)。1932年至1935年，朗之萬(wàn)參加了一系列反法西斯主義活動(dòng)，因此被抓捕并軟禁。1944年第四共和國(guó)臨時(shí)政府成立，朗之萬(wàn)加入法國(guó)共產(chǎn)黨，并被任為教育改革委員會(huì)主席。1946年12月19日，朗之萬(wàn)逝世，享年74歲。
朗之萬(wàn)提出了粒子在流體中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的朗之萬(wàn)方程，該方程得到了廣泛的應(yīng)用。他提出抗磁性和順磁性的熱力學(xué)的和統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論，從理論上論證了抗磁性與溫度無(wú)關(guān)。并且在19世紀(jì)末20世紀(jì)初他與索科洛夫（SJ·Sokolov）在壓電陶瓷和聲吶方面進(jìn)行研究，推動(dòng)了水聲成像發(fā)展。除此之外，他還研制了壓電式換能器與壓電水晶晶片探頭。在人才培養(yǎng)方面，朗之萬(wàn)與中國(guó)物理學(xué)界進(jìn)行了學(xué)術(shù)交流，并主持制定了法國(guó)新的教學(xué)改革計(jì)劃《朗之萬(wàn)-瓦隆計(jì)劃》。著名物理學(xué)家阿爾伯特·愛(ài)因斯坦評(píng)價(jià)其：朗之萬(wàn)的科學(xué)思路具有不同尋常的清晰度和敏銳度，同時(shí)對(duì)基本問(wèn)題具有可靠的直覺(jué)和洞察力。
人物生平
早年經(jīng)歷
保羅·朗之萬(wàn)在1872年1月23日出生于巴黎的一位巴黎公社社員的家庭。1888年和1893年先后考入巴黎物理和化學(xué)高等學(xué)院及高等師范學(xué)院，1897年畢業(yè)后，前往英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室進(jìn)修一年。在約瑟夫·約翰·湯姆遜（Joseph John Thomson）指導(dǎo)下工作。1902年朗之萬(wàn)在皮埃爾·居里（Pierre Curie）的指導(dǎo)下獲得巴黎大學(xué)博士學(xué)位。
科研生涯
1902年，保羅·朗之萬(wàn)進(jìn)入法蘭西學(xué)院工作，1903年兼任該校理化學(xué)院教授。1904年，朗之萬(wàn)獨(dú)立于阿爾伯特·愛(ài)因斯坦得到質(zhì)量和能量的關(guān)系式，在看到愛(ài)因斯坦1905年發(fā)表的論文以后，他對(duì)相對(duì)論表示了極大的興趣，并對(duì)相對(duì)論的闡述做了大量的宣傳和普及工作，因此他與愛(ài)因斯坦結(jié)下深厚的友誼。1905年朗之萬(wàn)提出抗磁性和順磁性的熱力學(xué)的和統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論。證明抗磁性的普遍性和它與塞曼效皮的聯(lián)系。從理論上論證了抗磁性與溫度無(wú)關(guān)。
1913年，朗之萬(wàn)利用原子核結(jié)合能概念解釋了核質(zhì)量為什么不是氫核質(zhì)量的整數(shù)倍，并對(duì)核能的釋放進(jìn)行了一定的推測(cè)。第一次世界大戰(zhàn)期間，朗之萬(wàn)研究過(guò)彈道學(xué)和超音速氣流等問(wèn)題，特別是為了探測(cè)水下潛艇，開創(chuàng)了超聲波的研究，制造了最早的聲吶。
1925年，朗之萬(wàn)擔(dān)任法蘭西學(xué)院校長(zhǎng)，在此期間朗之萬(wàn)對(duì)中國(guó)物理學(xué)家、水聲學(xué)家汪德昭進(jìn)行教學(xué)，并作為路易·維克多·德布羅意的物質(zhì)波理論的最早支持者之一，對(duì)該理論表示支持，為波動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)立起了促進(jìn)的作用。
第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期
1931年5月19日，朗之萬(wàn)作為國(guó)際聯(lián)盟中國(guó)教育考察團(tuán)的成員到達(dá)上海市，此時(shí)正值九一八事變，他對(duì)日軍侵略中國(guó)十分憤慨，為此進(jìn)行了各種聲援中國(guó)的活動(dòng)，他寫信給法國(guó)總理阿里斯蒂德·白里安和國(guó)際聯(lián)盟，譴責(zé)對(duì)日本侵略中國(guó)袖手旁觀。同時(shí)進(jìn)行多次學(xué)術(shù)報(bào)告，催生了當(dāng)時(shí)醞釀已久的中國(guó)物理學(xué)會(huì)。
1932年，保羅·朗之萬(wàn)與巴爾比斯（Henri Barbusse）和羅蘭（Romain Rolland）一起參與組織阿姆斯特丹反法西斯委員會(huì)。1934年他被當(dāng)選為法國(guó)科學(xué)院院士，1935年保羅·朗之萬(wàn)參與建立法蘭西人民陣線。1940年10月30日，納粹德國(guó)秘密警察蓋世太保抓捕并軟禁了朗之萬(wàn)，維希傀儡政府聽從德軍的指示免去其一切學(xué)術(shù)職務(wù)。在此期間，朗之萬(wàn)的女婿沙羅門被蓋世太保槍殺，女兒埃倫娜被送往德國(guó)集中營(yíng)。1944年第四共和國(guó)臨時(shí)政府成立，朗之萬(wàn)年加入法國(guó)共產(chǎn)黨。當(dāng)時(shí)教育制度的改革作為當(dāng)務(wù)之急，國(guó)家建立了咨詢議會(huì)（Consultative Assembly），并由其委派了教育改革委員會(huì)，朗之萬(wàn)任主席。
逝世
1946年12月19日，朗之萬(wàn)逝世，葬在雨果、左拉墓地所在地“先賢祠”，享年74歲。
主要成果
物理方面成就
朗之萬(wàn)方程
1908年，保羅·朗之萬(wàn)以布朗運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)，提出了在流體分子碰撞條件下的粒子運(yùn)動(dòng)，即粒子在流體中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的朗之萬(wàn)方程：，式中x為粒子的位置，m為粒子的質(zhì)量，為黏滯系數(shù)，為流體分子碰撞影響的隨機(jī)力或噪聲項(xiàng)。朗之萬(wàn)方程首次在物理中引人了隨機(jī)微分方程，隨機(jī)微分方程在非平衡統(tǒng)計(jì)物理中被廣泛采用，進(jìn)一步以代表一組緩慢變化的變量集，則廣義朗之萬(wàn)方程表示如下：，其中，H為系統(tǒng)的哈密頓函數(shù)，為變量集A的平衡概率分布。
朗之萬(wàn)方程除了用來(lái)研究布朗運(yùn)動(dòng)之外，也被運(yùn)用在其他熱擾動(dòng)扮演重要角色的研究領(lǐng)域。例如，通過(guò)求解朗之萬(wàn)方程可以了解生物納米科技中以原子力顯微鏡配位體與受體的生物鍵作用強(qiáng)度。將朗之萬(wàn)方程推廣到量子框架中，可以用來(lái)描述量子耗散、量子測(cè)量里的一些物理問(wèn)題。
巖石壓電性
1880年，法國(guó)物理學(xué)家雅克·居里（Jacques Curie）和皮埃爾·居里研究了石英、電氣石及其他礦物的壓電效應(yīng)。在第一次與第二次世界大戰(zhàn)期間，法國(guó)物理學(xué)家保羅·朗之萬(wàn)等學(xué)者推動(dòng)了壓電性理論的深入研究，使其逐漸在各技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。不具有中心對(duì)稱的晶體受到外力作用時(shí)，引起晶格變形，使帶電離子發(fā)生位移，致使晶體的總電偶極矩發(fā)生變化，結(jié)果造成晶體內(nèi)部產(chǎn)生電極化作用，從而激勵(lì)晶體表面產(chǎn)生電荷，形成壓電效應(yīng)。巖石、礦物壓電性的定量特征主要是以壓電模數(shù)來(lái)描述，它是一個(gè)復(fù)雜的各向異性物理量。由彈性理論可知，任意形狀的彈性體，當(dāng)受到外力作用時(shí)，物體內(nèi)任意一點(diǎn)處，將產(chǎn)生6個(gè)獨(dú)立的應(yīng)力分量，此6個(gè)應(yīng)力分量完全決定了通過(guò)M點(diǎn)的任意單元面積上的應(yīng)力。壓電模數(shù)（d）可以用極化強(qiáng)度（P）與應(yīng)力（T）來(lái)描述：，理論上，無(wú)對(duì)稱中心的晶體都能產(chǎn)生壓電效應(yīng)，故根據(jù)礦物晶體結(jié)構(gòu)的類型推測(cè)有300多種礦物具有壓電性，但其中50%極不明顯，而且只有20余種已測(cè)出壓電模數(shù)，有70余種礦物僅能定性地確定其壓電效應(yīng)。
朗之萬(wàn)抗磁性理論
朗之萬(wàn)關(guān)于抗磁性理論的基本思想是：在未加外磁場(chǎng)時(shí)，分子中的電子軌道運(yùn)動(dòng)是互相抵消的，因而分子無(wú)凈磁矩，不顯現(xiàn)磁性，但在施加外磁場(chǎng)后，分子中朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的電子加速，朝相反方向運(yùn)動(dòng)的電子減速，前者的電流和磁矩增加，后者的電流和磁矩減小，這樣在外磁場(chǎng)相反方向產(chǎn)生小的凈磁矩，從而得到負(fù)的磁化率。
應(yīng)用成就
水聲成像
水聲成像起源于19世紀(jì)末20世紀(jì)初法國(guó)物理學(xué)家保羅·朗之萬(wàn)和SJ·索科洛夫（SJ·Sokolov）在壓電陶瓷和聲吶方面的研究，到了20世紀(jì)60年代以后，聲全息、聲層析等技術(shù)相繼出現(xiàn)。水聲成像設(shè)備也稱為圖像聲吶。圖像清晰、作用距離遠(yuǎn)是對(duì)圖像聲吶的基本和主要要求。要獲得清晰的圖像，要求圖像聲吶具有足夠高的空間分辨力。圖像聲吶的分辨力分為距離向分辨力和方位角分辨力。距離向分辨力是指聲波傳播方向的距離分辨能力，方位向分辨力一般是指與聲波傳播方向垂直的方向的角度分辨能力。
在軍事上，由于主動(dòng)式發(fā)聲的成像聲吶不利于自身隱蔽,多數(shù)采用被動(dòng)成像，可用于水雷探測(cè)、港口防衛(wèi)中對(duì)蛙人與潛器的探測(cè)等。在民用上，主要使用主動(dòng)式水聲成像，常用于水底地形成像、海底掩埋物體搜尋、大壩與橋墩水下結(jié)構(gòu)檢測(cè)、沉船與失事飛機(jī)等水下搜尋與打撈;高精度的成像設(shè)備也在養(yǎng)殖業(yè)中用于判斷魚的種類和數(shù)量;在科考中用于冷泉、氣體泄露等探測(cè)任務(wù)。典型的應(yīng)用水聲成像成熟產(chǎn)品有:多波束測(cè)深儀、側(cè)掃聲吶、淺地層剖面儀、水下三維成像聲吶等。
1918年，保羅·朗之萬(wàn)研制了壓電式換能器，并應(yīng)用真空管放大技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了中遠(yuǎn)程目標(biāo)探測(cè)，開創(chuàng)了近代水下聲學(xué)技術(shù)。水下聲學(xué)技術(shù)是以聲波為信息載體，通用器件是水聲換能器，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景搭配不同的電子電路和軟件算法構(gòu)成不同用途的水聲系統(tǒng)。
超聲探頭
第一次世界大戰(zhàn)期間，保羅·朗之萬(wàn)研制出第一個(gè)實(shí)用的壓電石英晶片探頭。超聲的基本原理就是超聲波，超聲探頭發(fā)射超聲波，發(fā)出的超聲波經(jīng)過(guò)組織后發(fā)生回波，回波再次作用于超聲探頭，探頭內(nèi)部的壓電晶體就產(chǎn)生電流，產(chǎn)生的電流經(jīng)過(guò)處理以圖像形式顯示到屏幕上，這是超聲的最基本的原理。超聲探頭既要能夠滿足檢測(cè)工藝的需要，要能夠與檢測(cè)儀器和檢測(cè)對(duì)象良好匹配，是技術(shù)要求十分高的器件，也是超聲檢測(cè)的關(guān)鍵和必備配件。壓電超聲探頭具有檢測(cè)靈敏度高、適應(yīng)性廣和易于操作等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是需要耦合。電磁超聲探頭和空氣聲探頭能夠進(jìn)行非接觸式檢測(cè)，但靈敏度、信噪比和分辨力等都較低。超聲探頭種類多，檢測(cè)能力強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)是各有各的功能和特長(zhǎng)。在超聲檢測(cè)中，選用正確的合適的超聲探頭，是實(shí)現(xiàn)成功檢測(cè)的基礎(chǔ)和前提。
主要論文與著作
社會(huì)職務(wù)
人才培養(yǎng)
朗之萬(wàn)中國(guó)行
1931年，國(guó)際聯(lián)盟行政院在日內(nèi)瓦召開會(huì)議期間，中國(guó)政府代表曾提出請(qǐng)求，希望國(guó)聯(lián)協(xié)助中國(guó)政府促進(jìn)中國(guó)教育和科學(xué)的發(fā)展,并使中外的文化事業(yè)易于相互交流溝通。同年5月19日，朗之萬(wàn)作為國(guó)際聯(lián)盟中國(guó)教育考察團(tuán)的成員到達(dá)上海市，他呼吁中國(guó)物理學(xué)界聯(lián)合起來(lái)，催生了當(dāng)時(shí)醞釀已久的中國(guó)物理學(xué)會(huì)。朗之萬(wàn)還建議中國(guó)物理學(xué)會(huì)應(yīng)加入國(guó)際純粹與應(yīng)用物理聯(lián)盟，與國(guó)際上的物理學(xué)工作者相互聯(lián)系促進(jìn)國(guó)際交流。他也成為中國(guó)物理學(xué)會(huì)第一位名譽(yù)會(huì)員。在完成了國(guó)際聯(lián)盟的任務(wù)后，朗之萬(wàn)沒(méi)有與其他成員一起從上海返歐，而是返回北平繼續(xù)與中國(guó)物理學(xué)界進(jìn)行為期兩個(gè)星期的學(xué)術(shù)交流。
朗之萬(wàn)-瓦隆計(jì)劃
朗之萬(wàn)對(duì)科學(xué)教育的目的、方法等有深入的思考、研究，發(fā)表過(guò)多次有影響的演講。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，他主持制定了法國(guó)新的教學(xué)改革計(jì)劃——朗之萬(wàn)-瓦隆計(jì)劃，這個(gè)計(jì)劃是戰(zhàn)后初期法國(guó)最有影響的教育改革計(jì)劃，其基本思想一直影響了戰(zhàn)后幾十年的法國(guó)教育。《朗之萬(wàn)-瓦隆計(jì)劃》是法國(guó)政府為指導(dǎo)戰(zhàn)后法國(guó)教育重建和整體改革而出臺(tái)的一份綜合性教育改革方案。1944年11月，在第二次世界大戰(zhàn)行將結(jié)束之際，法國(guó)政府成立了由物理學(xué)家保羅·朗之萬(wàn)任主席的教育改革委員會(huì)，授權(quán)該委員會(huì)圍繞“（法國(guó)）教育體系的整體改革”這一議題進(jìn)行調(diào)研并提出具體方案。1946年朗之萬(wàn)去世后，委員會(huì)副主席、兒童心理學(xué)家亨利·瓦隆（HenryWallon，1879-1962）領(lǐng)導(dǎo)委員會(huì)繼續(xù)開展工作。經(jīng)過(guò)近三年的調(diào)查研究，1947年6月，委員會(huì)向教育部提交了最終的研究報(bào)告，這就是在法國(guó)教育史上具有里程碑意義的《朗之萬(wàn)一瓦隆計(jì)劃》。
教授學(xué)生
朗之萬(wàn)的學(xué)生包括路易·德布羅意（Louis Victor de Broglie）、伊雷娜·約里奧-居里（Irène Joliot-Curie）、汪德昭等多位科學(xué)家。
榮譽(yù)
人物評(píng)價(jià)
普林斯頓大學(xué)大學(xué)阿爾伯特·愛(ài)因斯坦科學(xué)教授評(píng)價(jià)保羅·朗之萬(wàn)：“朗之萬(wàn)的科學(xué)思路具有不同尋常的清晰度和敏銳度，同時(shí)對(duì)基本問(wèn)題具有可靠的直覺(jué)和洞察力。我有幸認(rèn)識(shí)這位純潔和高尚的人物，對(duì)此，我只能深表感激之情。”
中原地區(qū)放射化學(xué)奠基人楊承宗在其口述自傳中評(píng)價(jià)保羅·朗之萬(wàn)：“朗之萬(wàn)是當(dāng)時(shí)著名的物理學(xué)家，就在這個(gè)中學(xué)里教物理。”
中國(guó)物理學(xué)家、大氣電學(xué)家汪德昭在全國(guó)青年自學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)上評(píng)價(jià)保羅·朗之萬(wàn)：“這個(gè)老師是個(gè)很進(jìn)步的，很出名的人，他叫朗之萬(wàn)。”
約里奧-居里（Joliot－curie）在“向保羅·朗之萬(wàn)致敬”的講演中評(píng)價(jià)保羅·朗之萬(wàn)：“你始終站在那些被剝奪者、那些遭受社會(huì)不公平待遇的人民一邊。你的呼聲鼓舞了他們，使他們堅(jiān)信，在將來(lái)的日子里，他們將和你一樣，為建設(shè)一個(gè)美好的世界而奮斗。”
瓦爾特·康拉德（W.Conrad）在其著書《科學(xué)發(fā)現(xiàn)與發(fā)明辭典》中評(píng)價(jià)保羅·朗之萬(wàn)：“朗之萬(wàn)是辯證唯物主義的維護(hù)者。”
人物爭(zhēng)議
關(guān)于保羅·朗之萬(wàn)與瑪麗·居里之間的關(guān)系具有爭(zhēng)議，1911年末傳言保羅·朗之萬(wàn)與瑪麗·居里之間有曖昧關(guān)系，兩人之間的通信被泄露給了媒體，朗之萬(wàn)的妻子為了自己的4個(gè)孩子提出了法律訴訟。一說(shuō)他們確實(shí)為戀愛(ài)關(guān)系，另一觀點(diǎn)則認(rèn)為因?yàn)楸Ａ_·朗之萬(wàn)與妻子的關(guān)系并不融洽所以朗之萬(wàn)妻子對(duì)瑪麗·居里進(jìn)行了惡意誹謗，阿爾伯特·愛(ài)因斯坦也認(rèn)為他們并非戀愛(ài)關(guān)系。
人物關(guān)系
參考資料 >
朗之萬(wàn)，P..中國(guó)大百科全書.2024-04-07
朗之萬(wàn)方程.中國(guó)大百科全書.2024-04-07
巖石壓電性.中國(guó)大百科全書.2024-04-07
水聲成像.中國(guó)大百科全書.2024-04-07
超聲探頭.中國(guó)大百科全書.2024-04-07
水下聲學(xué)技術(shù).中國(guó)大百科全書.2024-04-07
Hughes archive winners 1989 - 1902.The Royal Society.2024-05-06
Copley archive winners 1989 - 1900.The Royal Society.2024-05-06
愛(ài)因斯坦 A. .中國(guó)大百科全書.2024-04-08
愛(ài)因斯坦.中國(guó)大百科全書.2023-04-25