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在20世纪以前的经典物理学里，粒子和波是两个不同的概念。粒子是断开的，存在于空间某一处，和不连续性相联系。
描述粒子用体积、长度、动量、能量等术语，而波是弥漫在空间里的，是连续的。描述波用波长、频率、位相、强度。
人们在光本质的争论中一直处在波与粒子的对立上。不管是光还是其他物质，物理学家们认为是粒子就不能是波，是波就不能是粒子。波与粒子是相互排斥，相互对立的。
18世纪以后，尤其体现在光本质的论争上。麦克斯韦的电磁场理论，加强了波动学说。但是爱因斯坦的“光量子”（光子）学说又加入了微粒说的合理成分，并且在某些方面运用波动原理来解释。
人们此后从光的干射、光的衍射、光的偏振等等认识到光的波动，又在光与其他物质相互作用中认识到了粒子性，从而认识到光的波粒二象性。
真正使粒子与波概念相统一的是德布罗意。他不仅指出光，而且指出二象性同样适用于电子，应当把电子看成粒子，而它们的运动则应作为波来分析。
在德布罗意之前，旧的量子论也出现了危机。玻尔提出的量子化的原子结构仍然有许多缺陷，在解释多电子的原子光谱时遇到困难。
玻尔的模型有着严重的缺陷，在很多方面是经典理论与量子概念的拼接。后来的量子力学的建立者们不断完善，使得量子理论得以确立。迈出第一步的是德布罗意。
他提出了物质波说：即物质粒子（比如电子）同时有波的性质。
这样，光子也好，电磁辐射也好，均是波粒二象的，它们是粒子，也以波的性质运动。
路易·德布罗意于1892年8月15日出生。他的家族是一个大家族，与法国王室关系很密切。这个家族在17世纪中叶，被法国国王路易十四封为公爵，并且爵位世袭。
德布罗意本来在大学学习历史，后来在他的兄长莫利斯影响下，开始研究放射线的波动性与粒子性。莫利斯是一位著名的X射线物理学家。
可能是因为学历史出身吧，他更善于历史总结。他把各种已经确认的现象加以联系思考，终于认识到粒子与波的协调性。
1922年，在一篇研究气体辐射的论文中，德布罗意运用热力学、分子运动论、光量子假设导出了维思辐射定量。在此，他已经认识到光是微粒，把它们称为“光原子”。
1923年，在爱因斯坦光量子理论的影响下，德布罗意认识到，应该推广理论，把这种波粒二象的思想扩展到一切物质粒子，电子更应该是这样。
1923年9月至10月，德布罗意连续发表了三篇论文，明确提出电子也是一种波。他还作出预言，电子束穿过小孔时也会发生衍射现象。1924年，德布罗意完成了博士论文《关于量子理论的研究》，系统地阐述了物质波理论。
德布罗意的论文公开发表之后，法国科学家朗之万建议爱因斯坦发表意见，爱因斯坦看了之后，赞叹说“揭开了巨大帷幕的一角”。
《关于量子理论的研究》认为：
“整个世纪以来，在光学上重视了波动研究方程，而过于忽视了粒子的研究方法，在物质粒子的理论上，同样也是忽略了波的研究。”
二象性是光作为实物粒子的本性，所以爱因斯坦的公式E＝hv，适用于光及电子等一切粒子。电子的波长也可以求出。德布罗意提出了波长公式，被称为德布罗意关系式。
正是德布罗意第一次完善了玻尔理论并且促使薛定谔方程的诞生。
人们开始用实验检验德布罗意的理论。1927年，在美国贝尔实验室，戴维逊、革末和英国的汤姆逊（发现电子的汤姆逊之子）对晶体的电子衍射完成了实验，证实了德布罗意的理论。
德布罗意因为博士论文而直接获得了诺贝尔奖，成为世界上第一位获此奖的物理学家。1929年，德布罗意获奖。1937年，三名证实理论的实验者也获得了诺贝尔奖金。