Нильс Хенрик Давид Бор был датским физиком, который внес основополагающий вклад в понимание атомной структуры и квантовой теории, за что получил Нобелевскую премию по физике в 1922 году.
Нильс Бор - биография
| Исторические хроники. Великие умы мира. Нильс Бор | Нильс Бор в ответ на коронную фразу Эйнштейна про кости отвечал: «Не наше дело предписывать Богу, как ему следует управлять миром». |
| Не только таблица Менделеева: 6 великих открытий, сделанных во сне | Аскона | В 1922 году после присуждения Нобелевской премии, великому ученому Нильсу Бору, соотечественники-пивовары из компании Carlsberg, подарили дом неподалеку от своего завода. |
| Нильс Бор, рокфеллеровские постдоки и рождение квантовой механики | Они помогают клетке двигаться к бактериям и в то же время действуют как сенсорные щупальца, которые определяют бактерию как добычу”, — говорит Мартин Бендикс, руководитель лаборатории экспериментальной биофизики Института Нильса Бора. |
| Исторические хроники. Великие умы мира. Нильс Бор | Текст научной работы на тему «Бор нильс 1885–1962 датский физик-теоретик, иностранный член АН СССР, лауреат Нобелевской премии». |
Датский физик Бор Нильс: биография, открытия
Розена с тем же названием. В УФН приводятся обе статьи с комментариями В. Бор, Ф. Лермонтовой под ред. Фока и А. Воспоминания об Э.
Резерфорде - основоположнике науки о ядре. Резерфорда, прочитанная 28 ноября 1958 г. Работасопровождается замечаниями С. Френка из т. I «Избранных научных трудов» Н.
Во всем мире его считают отцом современной квантовой теории. Бор был членом более двух десятков ведущих научных обществ и являлся президентом Датской королевской академии наук с 1939 г. Кроме Нобелевской премии, он получил высшие награды многих ведущих мировых научных обществ, включая медаль Макса Планка Германского физического общества 1930 и медаль Копли Лондонского королевского общества 1938. Он обладал почётными учёными степенями ведущих университетов, включая Кембридж, Манчестер, Оксфорд, Эдинбург, Сорбонну, Принстон, Макгил, Гарвард и Рокфеллеровский центр.
С 1965 года Копенгагенский институт теоретической физики носит имя Бора. В 1963 и 1985 годах в Дании были выпущены марки с его изображением. В 1997 г. Имя Бора носят астероид, кратер на Луне.
Датский национальный банк выпустил в обращение банкноту достоинством 500 крон с изображением Нильса Бора. Однажды он сказал: Можно быть неправым, но нельзя быть невежливым. Мы не боялись показать молодому человеку, что мы сами глупы. Правду дополняет ясность.
Ничто не существует, пока оно не измерено. Отрицательный результат — тоже результат. Опыт есть совокупность наших разочарований. Никогда не выражайся чётче, чем способен мыслить.
Хочешь нажить себе врагов, попробуй что-нибудь изменить. Противоположности — не противоречия, они — дополнения. Очень трудно сделать точный прогноз, особенно о будущем. Науки делятся на две группы — на физику и собирание марок.
Если идея не кажется безумной, от нее не будет никакого толку. Если квантовая теория не потрясла тебя — ты её ещё не понял. Работа - последнее прибежище тех, кто больше ничего не умеет. Ясность и истина не совпадают, но ясность - дополнение к истине.
Ваша теория безумна, но недостаточно безумна, чтобы быть истинной. На свете есть столь серьезные вещи, что говорить о них можно только шутя. Проблемы важнее решения. Решения могут устареть, а проблемы остаются.
Человечество не погибнет в атомном кошмаре - оно задохнется в собственных отходах. Эксперт — это человек, который совершил все возможные ошибки в некотором узком поле. Как замечательно, что мы столкнулись с парадоксом. Теперь у нас есть надежда на продвижение.
Каждое предложение, произносимое мной, должно рассматриваться не как утверждение, а как вопрос. Нельзя проводить границу между большим и малым, ибо то и другое одинаково важно для единого целого. Разумеется, я не верю, что подкова приносит удачу. Но я слышал, что она помогает независимо от того, верят в нее или нет.
Парк Музеон. Сидят на лавочке Альберт Эйнштейн и Нильс Бор. Есть два вида истины — тривиальная, которую отрицать нелепо, и глубокая, для которой обратное утверждение — тоже глубокая истина. Обратным к верному утверждению является ложное утверждение.
Однако обратным великой истины может оказаться другая великая истина. Какой бы системой мы ни пользовались для упорядочения наших знаний, эта система остается моделью мира, которую не следует путать с самим миром. Сходство неправильной теории с экспериментом ничего не доказывает, ибо среди дурацких теорий всегда найдется некоторое число согласующихся с экспериментом. В научной работе нельзя делать уверенных прогнозов на будущее, так как всегда возникают препятствия, которые могут быть преодолены лишь с появлением новых идей.
Меня не оставляет мысль о том, что уже сейчас наука близка к осуществлению проекта, который принесет человечеству либо небывалое несчастье, либо неслыханную пользу. Мы работаем с неясными понятиями, оперируем логикой, пределы применения которой неизвестны, и при всем при том мы ещё хотим внести какую-то ясность в наше понимание природы. Ответ на высказывание Эйнштейна "Бог не играет в кости со Вселенной": «Не наше дело предписывать Богу, как ему следует управлять этим миром». Мы должны помнить, что каждый из нас - часть природы.
Жить в гармонии с ней - наш великий долг и главная цель. Рассказывают, что... Однажды, гуляя с маленьким Нильсом, его отец стал вслух любоваться красотой дерева: как гармонично ствол разделяется на ветки, а те, в свою очередь, - на более мелкие, и всё кончается листьями. Неожиданно для профессора сын возразил: "Но ведь если бы это было не так, то какое же это было бы дерево!
Бор вдруг обнаружил, что не знает, сколько в их заборе планок. Недолго думая, он выбежал на улицу и пересчитал их. Он не мог допустить, чтобы его рисунок хоть в чём-то не отвечал действительности. При обсуждении одной из работ Гейзенберга Н.
Бор сказал: Нет сомнений, что перед нами безумная идея. Вопрос лишь в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть верной. Неясно, почему нацисты, зная о еврейских корнях Бора, просто не арестовали его? Ведь отправили же они в концлагерь его 84-летнюю тетю - известного датского педагога Ханну Адлер.
И по какой причине американцы решили эвакуировать Бора лишь после его встречи с Гейзенбергом? Как и Ньютон, Бор с детства привык копаться во всяких механизмах. Однажды, ещё ребёнком, он разобрал колесо велосипеда, у которого сломалась втулка. Ему советовали отдать колесо в мастерскую, но Бора интересовала не столько втулка, сколько конструкция велосипеда.
И он разобрался. Уже в солидном возрасте Бор отремонтировал часы необычной конструкции у своих знакомых. Однажды во время обучения Н.
Собрали эти и другие удивительные открытия, сделанные во сне. Пока мы спим, мозг перерабатывает прожитый нами опыт и развивает необычные решения, которые отбрасывает сознание. Именно поэтому озарения часто случаются во сне. Яркий пример — таблица Менделеева.
Но он далеко не единственный. Вот еще шесть не менее впечатляющих историй. Нильс Бор и модель атома Датский физик Нильс Бор смог описать современную модель атома благодарю сну о солнечной системе. Бору приснилось солнце из горящего газа, вокруг которого вращались связанные с ним тонкими нитями планеты. Внезапно газ затвердел, и солнце с планетами уменьшились в размерах. Ученый трактовал сон так: солнце — это ядро атома, а планеты вокруг него — электроны. Ларри Пейдж и Google Однажды 22-летний студент Стэнфордского университета увидел странный сон.
Он смог загрузить все интернет-страницы в мире и изучить, как они связаны между собой. Проснувшись, он записал увиденное.
В 1913 году была опубликована революционная статья датского физика Нильса Бора «О строении атомов и молекул» оригинальный текст статьи по ссылке. Бору к тому моменту не исполнилось 27 лет, а он уже получил доктора наук в Копенгагенском университете, а также успел поработать с именитым ученым-физиком Томпсоном в Кембридже, правда, сотрудничество вышло неудачным. Томпсон был велик, но слегка зашорен: молодой ученый сходу сделал английскому гуру физики несколько замечаний и указал на ошибку в вычислениях. Закончилось тем, что Бор вскоре уехал от Томпсона в Манчестер к новому знакомому Резерфорду. Резерфорда все читатели, надеюсь, помнят по планетарной модели атома из курса школьной физики.
Именно общение с учителем и, впоследствии, другом Резерфордом и привело к появлению теории атомов. Прошло всего 3 месяца со дня переезда в Манчестер, и когда кто-то из студентов просил Резерфорда объяснить, как устроен атом, тот отвечал: «Спросите у Бора». В 1922 году датскому ученому была присуждена Нобелевская премия по физике. Альберт Эйнштейн писал о модели Бора: Было так, точно из-под ног ушла земля, и нигде не было видно твердой почвы, на которой можно было бы строить. Мне всегда казалось чудом, что этой колеблющейся и полной противоречий основы оказалось достаточно, чтобы человеку с гениальной интуицией и тонким чутьем — Бору — найти главнейшие законы спектральных линий и электронных оболочек атомов… Это кажется мне чудом и теперь. Это — наивысшая музыкальность в области мысли. Граждане Дании соотечественника-лауреата чествовали как ненормальные, тот же продолжал трудиться над теоретическими выкладками еще много последующих лет.
Главным же своим научным достижением Бор считал принцип соответствия, который стал одной из основ методологии современной науки. Хотя, конечно, наследие гения гораздо шире. Фигура Бора вызывала мой интерес давно. Во многом, потому что он был не только великим физиком, но и гуманистом, а также философом. Во времена подъема Рейха ряд ученых во имя науки начали работать над развитием ядерной физики и созданием оружия массового поражения нового поколения — атомной бомбы. Бор, спасаясь от нацистов в разгар Второй мировой, хоть и был вынужден некоторое время сотрудничать по аналогичным проектам в США, все-таки выражал категоричную позицию и говорил об атомной угрозе с политиками на самом высоком уровне, вплоть до Рузвельта. Особенно после того, как прогремели Хиросима и Нагасаки, а ядерные испытания проводились по всему миру чуть ли не «на заднем дворе» и в США в том числе.
В 1950 году Бор написал открытое послание в ООН и выразил обеспокоенность продолжающейся огромными темпами милитаризацией атома, а также разобщением ученых. Как мы знаем, это не сильно помогло. За дружбу с Петром Капицей Бора считали шпионом, холодную войну остановить было уже никак невозможно, но позиция ученого достойна уважения.
135 лет со дня рождения Нильса Бора: лучшие приложения «МЭШ» по физике
И одна такая чёрная дыра промежуточной массы была обнаружена в момент ужасающего разрыва звезды в далёкой галактике. Учёные из института Нильса Бора Дания смоделировали обнаруженное ими разрушение звезды, и эта модель показала, что масса чёрной дыры составляет от 50 000 до 800 000 масс Солнца, что является колоссальным масштабом по сравнению с обычными чёрными дырами. Более того, благодаря этому открытию теперь астрономы смогут лучше изучить и понять эту неуловимую группу чёрных дыр средней массы. Впрочем, даже такие чёрные дыры называются всего лишь средними, поскольку их сёстры в центре галактик могут превышать массу Солнца в миллиарды раз.
Идея дополнительности, развитая в начале 1927 года во время отпуска в Норвегии, отражает логическое соотношение между двумя способами описания или наборами представлений, которые, хотя и исключают друг друга, оба необходимы для исчерпывающего описания положения дел. Альберт Эйнштейн и Нильс Бор В 1932 году Бор с семьёй переехал в так называемый «Дом чести» — резиденцию самого уважаемого гражданина Дании. Здесь его посещали знаменитости не только научного например, Резерфорд , но и политического мира президенты и премьер-министры различных стран, королевская чета Дании, английская королева Елизавета. В 1930-е годы Бор увлёкся ядерной тематикой, переориентировав на неё свой институт: благодаря известности и влиянию, он сумел добиться выделения финансирования на строительство у себя в Институте новых установок. Сам он внёс в это время существенный вклад в теорию строения ядра и ядерных реакций. В 1936 году Бор, опираясь на существование недавно наблюдавшихся нейтронных резонансов, сформулировал фундаментальное для ядерной физики представление о характере протекания ядерных реакций. В 1944 году в своём меморандуме на имя президента Рузвельта Бор призвал к полному запрещению использования ядерного оружия, к обеспечению строгого международного контроля за ним и, в то же время, к уничтожению всякой монополии на мирное применение атомной энергии. Своим самым ценным вкладом в науку сам Бор считал принцип дополнительности. Он пытался расширить его применение на другие области человеческой деятельности — психологию, биологию, культуру.
Эти изменения являются приспособлениями, которые позволяют виду выживать в окружающей среде. Эти приспособления происходят случайно. Если вид не адаптируется, он может вымереть. Он назвал этот процесс естественным отбором. Изображение эволюции Darwinian evolution in the genealogy of haemoglobin 4. Луи Пастер До того, как французский химик Луи Пастер начал эксперименты с бактериями в 1860-х годах, люди не знали, что вызывает болезнь. Он не только обнаружил, что болезнь вызывается микроорганизмами, но также понял, что бактерии можно убить нагреванием и дезинфицирующим средством. Эта идея заставила врачей мыть руки и стерилизовать инструменты, что спасло миллионы жизней. Эксперименты с бактериями Louis Pasteur 1822—1895 5. Теория относительности Специальная теория относительности Альберта Эйнштейна, которую он опубликовал в 1905 году, объясняет отношения между скоростью, временем и расстоянием. Сложная теория утверждает, что скорость света всегда остается неизменной независимо от того, насколько быстро кто-то или что-то движется к нему или от него. Эта теория стала основой для большей части современной науки. Специальная теория относительности The General Theory of Relativity 6. Теория большого взрыва Никто точно не знает, как возникла Вселенная, но многие ученые считают, что это произошло около 13,7 миллиардов лет назад в результате мощного взрыва, называемого Большим взрывом. Теория гласит, что вся материя во Вселенной изначально была сжата в крошечную точку. За долю секунды точка расширилась, и вся материя мгновенно заполнила то, что сейчас является нашей Вселенной. Это событие положило начало времени. Научные наблюдения, кажется, подтверждают теорию. The Discovery of the Big Bang 7. Пенициллин Антибиотики — это сильнодействующие лекарства, которые убивают опасные бактерии в нашем организме, вызывающие болезни. В 1928 году Александр Флеминг, участвовавший в нашем блоге «Величайшие шотландские ученые», открыл первый антибиотик, пенициллин, который он вырастил в своей лаборатории с использованием плесени и грибков. Без антибиотиков такие инфекции, как острый фарингит, могут быть смертельными. Общая структура пенициллинов Penicillin: its discovery and early development 8. Двое ученых обнаружили структуру двойной спирали ДНК. Он состоит из двух нитей, которые переплетаются друг с другом и имеют почти бесконечное разнообразие химических паттернов, которые создают инструкции для человеческого тела. Наши гены состоят из ДНК и определяют, каковы наши вещи, например, какой у нас цвет волос и глаз. В 1962 году за эту работу они были удостоены Нобелевской премии. Периодическая таблица Периодическая таблица основана на Периодическом законе 1869 года, предложенном русским химиком Дмитрием Менделеевым.
Документальный фильм Телеканал Культура Нильс Бор — биография Нильс Бор — известный физик-теоретик, общественный деятель, стоял у истоков создания современной физики. В 1922 году получил Нобелевскую премию по физике. С 1917 года входил в Датское королевское общество, в 1939-м стал его президентом. Имел членство в более двадцати академий наук во всем мире, в том числе и в СССР. Бор создал первую квантовую теорию атома, активно разрабатывал основы квантовой механики. Развивал теорию атомного ядра и ядерных реакций, изучал процессы взаимодействия среды с элементарными частицами. Трудно сказать, догадывался ли он о последствиях своих разработок ядерных реакций, или понимание пришло гораздо позже, когда нависла реальная угроза жизни человечества. Зато когда Бора задействовали в создание атомной бомбы, тогда пришло осознание, какую опасность несет ядерная война, и ученый всю свою оставшуюся жизнь добивался запрета на использование оружия, несущего смерть. Он родился 7 октября 1885 года в Копенгагене. В столице Дании семью Боров уважали, их считали местной элитой. Отец — Христиан Бор, профессор физиологии Копенгагенского университета. Два раза его выдвигали на получение Нобелевской премии по медицине и физиологии. Мама — Эллен Адлер, приходилась дочерью уважаемому и достаточно влиятельному еврейскому банкиру и либералу Давиду Баруха Адлеру и его жене Дженни Рафаэль, которая тоже представляла влиятельную еврейскую банкирскую династию. Родители Нильса поженились в 1881 году, в этом браке родилось трое детей. До наших дней сохранились снимки, где можно увидеть маленького Нильса Бора. Супругов Бор уважали не только банкиры Копенгагена, они хорошо зарекомендовали себя в культурных и политических кругах. Христиана и Эллен любили за интеллигентность, общительность и гостеприимство. Детство и юность Бора прошли в доме, где частыми гостями были представители местной элиты и самые известные ученые. Он стал свидетелем оживленных споров, философских дискуссий, обсуждений различных научных открытий, и впитывал полученную информацию, как губка благодатную влагу. Нильс Бор в юности с братом После того, как мальчика отправили в школу, сразу стало понятно, что его любимые предметы — точные науки, а позже к ним присоединилась и философия. Стоит ли удивляться такому интересу Нильса, если в их доме часто бывали близкие друзья его отца — физик Кристиан Кристиансен и теолог-философ Харальд Геффдинг. Кстати, точными науками увлекался не только Нильс, но и его родной брат Харальд. Спустя годы он станет прославленным математиком, а пока они вдвоем проводили свободное время на футбольном поле. Из них получились отличные футболисты, Нильс стоял на воротах, а брат исполнял обязанности полузащитника. В юности Бор пристрастился к лыжам, и умел ходить под парусами. Нильс Бор в молодости В 1903 году Бор стал студентом того же Копенгагенского университета, где преподавал его отец. Знания, полученные в одном из старейших вузов Дании, оказали решающее влияние на всю его биографию. Нильс учился на физико-математическом факультете, кроме этого, серьезно увлекся химией и астрономией. Физика Еще в годы студенчества Бор проводит свои первые опыты, касающиеся колебаний струй жидкости. Он стремится более точно определить поверхность натяжения воды. В 1906-м достижения начинающего ученого оценили по достоинству, теоретическая часть опытов удостоилась золотой медали от Королевского общества Дании. Все преподаватели в один голос прочили Нильсу прекрасное будущее ученого, восторгались его совершенными знаниями и упорством на пути к цели. На протяжении трех следующих лет ученый исследовал теоретическую часть на практике. Свои рецензии на работу Нильса дали такие известные ученые, как сэр Уильям Рамзей и сэр Джон Уильям Стретт, оба Нобелевские лауреаты 1904 года. Нильс Бор в лаборатории В 1910 году Нильс Бор получил звание магистра университета, через год защитил диссертацию, после чего получил докторскую степень. Докторская диссертация Бора получила восторженные отзывы коллег, увидевших в ней настоящий образец и преддверие выдающихся открытий. В своем научном труде физик изложил процессы магнитных колебаний в металлах и поведение электронов. Во время написания диссертации, Нильс обнаружил множество «белых пятен» в электродинамике.
НИЛЬС БОР: БИОГРАФИЯ И ВКЛАД - НАУКА - 2024
Эта теория, за которую Нильс Бор был награжден Нобелевской премией, позволила объяснить химические и оптические свойства атомов. Однако мы решили остановить свой выбор на Терлецком — он мог бы произвести своей широкой эрудицией и осведомленностью нужное впечатление на Нильса Бора. По характеру чрезвычайно мягкий и интеллигентный, Нильс Бор не высказывался критично по отношению к религии. Он жил в «Доме чести» и был человеком чести. А ещё он произвёл революцию в физике. 28 февраля 1913 года Нильс Бор представил планетарную модель строения. Bor_1 Нильс Бор относится к тем выдающимся людям, великим ученым, которые повлияли на судьбы мира.
#Нильс Бор
Трем выдающимся ученым нашего времени, трем лауреатам Нобелевской премии - академикам Игорю Евгеньевичу Тамму. Николаю Николаевичу Семенову и Нильсу Бору есть о чем поговорить. Сквозь шквал аплодисментов Нильс Бор проходит на сцену. Нильс Бор задумался. Задумался и профессор Е. Лифшиц - его бессменный переводчик в течение всего вечера» Нильс Бор с супругой у входа в Институт физических проблем. Здесь сегодня очень много советских физиков - от совсем юных лаборантов, только что получивших аттестат зрелости, до академиков, имеющих свои научные школы. Много и зарубежных ученых, работающих в лабораториях института или приехавших встретиться с коллегами. Наконец снизу, от входа, где столпилась молодежь, по коридорам института прокатывается шквал аплодисментов. Нильс Бор в сопровождении гостеприимного хозяина этого вечера - директора института академика Петра Леонидовича Капицы - проходит в конференц-зал и поднимается на сцену.
Горячо, очень горячо приветствуют одного из крупнейших ученых нашей эпохи, вот уже тридцать два года являющегося почетным членом Академии наук СССР. И тут же - такая уж обстановка сегодня в зале, торжественная и совсем простая, товарищеская - тут же, едва смолкают овации, грохочут стулья, сдвигаемые к сцене, поближе к гостю. Но когда Петр Леонидович Капица встает со своего места, сразу наступает тишина. Даже если бы в этом зале собрались не физики-теоретики, а физики-экспериментаторы... Зал взрывается хохотом, аплодисментами - Капица отдает дань вечному "соперничеству" экспериментаторов и теоретиков. Из задних рядов слышно: - Даже химики! Да, в наше время не только специалисты, но и каждый десятиклассник знаком с моделью атома водорода, построенной Нильсом Бором полвека назад, объединившей классическую механику планетарной модели Резерфорда с квантовой теорией. По залу из рук в руки переходит шутливая народия в стиле известного детского стихотворения о "доме, который построил Джек". А вот ядро в атоме, который построил Бор.
А вот электрон... Это не первый его приезд, он был у нас в гостях в тридцать четвертом и в тридцать седьмом годах, когда страна наша еще не запускала спутников в космическое пространство и не строила крупнейших в мире ускорителей. Советская наука в те годы была вэ многом начинающей, и тем ценнее помощь, которую оказал Нильс Бор тогда своими советами, рассказами, а главное - моральной поддержкой, своей верой в наше будущее. Мы никогда не забудем, что в те нелегкие времена Бор был - и навсегда остался - нашим другом. Многие крупные советские ученые в той или иной степени могут считать себя его учениками они работали в знаменитом институте Бора в Копенгагене, в той школе теоретиков, которую прошли все выдающиеся физики нашего времени, создавшие квантовую теорию, теорию ядра и теорию атома. Нас особенно сближает с Нильсом Бором то, что сегодня он вместе с нами в Академик Петр Леонидович Капица открывает вечер. С того времени, как Бор вошел в науку, все достижения квантовой теории так или иначе связаны с его именем, вся квантовая физика прошла через его руки. Нильс Бор - действительно патриарх современной теоретической физики. И я с удовольствием предоставляю ему слово.
Бор подходит к микрофону. Он немного сутулится, отчего голова кажется упрямо наклоненной вперед. Громадный лоб перерезан у бровей морщинами. Брови, густые, широкие, придают лицу, пожалуй, немного насупленное выражение, но ощущение это сразу же пропадает, когда он улыбается, настолько обаятельна, заразительна его широкая улыбка. Петр Капица был первым из ваших соотечественников, с кем судьба свела меня в столь давние времена. С тех пор я близко познакомился со многими выдающимися физиками вашей страны, и в первую очередь с Ландау, который работал у нас в Копенгагене. Эти слова, слова дружбы, которые идут от самого сердца, мне было легко произнести. Теперь передо мной более трудная задача говорить с физиками о физике. Я не собираюсь рассказывать сегодня о новейших достижениях современной науки.
В этой аудитории есть немало людей, которые могли бы это сделать лучше, чем я. Мне просто хочется поделиться с вами некоторыми воспоминаниями. Вчера мы с сыном были в Дубне. Я встретился там со многими замечательными физиками и видел те великолепные, могучие аппараты, с которыми они работают.
Ещё один Эйнштейн В 1925 возникает такое понятие как «квантовая механика». В результате многолетних опытов и опровержения нескольких теорий, Бор формулирует принцип дополнительности. В его основа лежит теория о том, что микрочастица получает свои динамические характеристики в зависимости от того, во взаимосвязи с какими объектами она пребывает.
Этот принцип некоторые учёные считали настолько важным, что даже предлагали всю квантовую механику называть в его честь, проведя аналогию с теорией относительности Эйнштейна. В 1930-х годах Бор чрезвычайно увлёкся темой ядерной физики. Настолько, что весь его институт полностью изменил направление своих разработок. В 1936 году сформулировал процесс ядерной реакции, Через несколько лет он доказал, что у различных микроэлементов ядра делятся по-разному, в зависимости от того, какие нейтроны вызывают этот процесс. Вторая мировая и ядерное оружие Когда в Германии ко власти пришёл Гитлер, многие учёные бежали из страны. Вместе с братом Бор помогал им обустроиться в Копенгагене. Под угрозой оказался и сам физик, ведь его мать имела еврейские корни.
Но он решил оставаться в городе до последнего и защищать свой институт. В 1941 у него состоялась встреча с Вернером Гейзенбергом, этот физик в то время сотрудничал в нацистской Германией по вопросам разработки ядерного оружия. Но Бор помогать не согласился. В 1943 они вместе с сыном бежали в США, где до конца войны жили под другими именами и разрабатывали атомную бомбу. Уже работая над проектом, он осознал опасность такого оружия, поэтому написал не одно письмо Черчиллю и Рузвельту, чтобы те с осторожностью относились к атомной энергии. Разработкой Бора заинтересовалась и другая сторона — СССР, его даже приглашали приехать туда для обмена опытом, что в США расценили как попытку шпионажа. Последние годы физик провёл, выступая с лекциями и в написании философских статей.
Своё самое важное, как он считал, открытие — принцип дополнительности, он хотел применить в различных сферах: биологии, психологии и культуре. Умер в возрасте 77 лет от сердечного приступа. Прах Бора находится в Копенгагене в семейной могиле.
Одно из событий, в которых оба ученых взаимодействовали в экспериментальной области, было связано с моделью атома, предложенной Резерфордом.. Эта модель была верна в концептуальной области, но было невозможно представить ее, обратив ее в законы классической физики. Учитывая это, Бор осмелился сказать, что причина этого заключалась в том, что динамика атомов не подчинялась законам классической физики.. Северный институт теоретической физики Нильса Бора считали застенчивым и замкнутым человеком, однако серия очерков, опубликованных в 1913 году, принесла ему широкое признание в научной сфере, что сделало его признанным общественным деятелем. Эти очерки были связаны с его концепцией строения атома.
В 1916 году Бор отправился в Копенгаген и там, в своем родном городе, он начал преподавать теоретическую физику в Университете Копенгагена, где он учился.. Находясь в этом положении и благодаря известности, приобретенной ранее, Бор получил достаточно денег, необходимых для создания в 1920 году Северного института теоретической физики.. Датский физик руководил этим институтом с 1921 по 1962 год, когда он умер. Позднее институт изменил свое название и был назван Институтом Нильса Бора в честь его основателя.. Очень скоро этот институт стал эталоном с точки зрения наиболее важных открытий, сделанных в то время, связанных с атомом и его конформацией.. За короткое время Институт теоретической физики Северных стран был наравне с другими университетами с большим количеством традиций в этой области, такими как немецкие университеты Геттингена и Мюнхена.. Школа Копенгагена 1920-е годы были очень важны для Нильса Бора, поскольку в те годы он издал два основополагающих принципа своих теорий: принцип соответствия, изданный в 1923 году, и принцип взаимодополняемости, добавленный в 1928 году.. Вышеупомянутые принципы стали основой, на которой начала формироваться Копенгагенская школа квантовой механики, также называемая копенгагенской интерпретацией..
Эта школа нашла неблагоприятное в таких великих ученых, как тот же Альберт Эйнштейн, что после противостояния перед разнообразными экспозициями она в итоге признала Нильса Бора одним из лучших научных исследователей того времени.. С другой стороны, в 1922 году он получил Нобелевскую премию по физике за свои эксперименты, связанные с атомной перестройкой, и в том же году родился его единственный сын, Ааге Нильс Бор, который в конечном итоге обучался в институте под председательством Нильса. Позже он стал его директором и, кроме того, в 1975 году получил Нобелевскую премию по физике.. Именно в этом контексте Бор определил делящуюся характеристику плутония.. В конце этого десятилетия, в 1939 году, Бор вернулся в Копенгаген и получил назначение президентом Королевской датской академии наук.. Вторая мировая война В 1940 году Нильс Бор находился в Копенгагене, и в результате Второй мировой войны через три года он был вынужден бежать со своей семьей в Швецию, потому что Бор имел еврейское происхождение.. Там он поселился и присоединился к команде сотрудничества Манхэттенского проекта, который произвел первую атомную бомбу. Этот проект был выполнен в лаборатории, расположенной в Лос-Аламосе, в Нью-Мексико, и во время своего участия в этом проекте Бор сменил название на Николас Бейкер..
Принцип дополнительности лёг в основу так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики [42] и анализа процесса измерения [43] характеристик микрообъектов. Согласно этой интерпретации, заимствованные из классической физики динамические характеристики микрочастицы её координата, импульс , энергия и др. Смысл и определённое значение той или иной характеристики электрона, например, его импульса, раскрываются во взаимосвязи с классическими объектами, для которых эти величины имеют определённый смысл и все одновременно могут иметь определённое значение такой классический объект условно называется измерительным прибором. Роль принципа дополнительности оказалась столь существенной, что Паули даже предлагал назвать квантовую механику «теорией дополнительности» по аналогии с теорией относительности [44]. Через месяц после конгресса в Комо, на пятом Сольвеевском конгрессе в Брюсселе , начались знаменитые дискуссии Бора и Эйнштейна об интерпретации квантовой механики [45].
Спор продолжился в 1930 на шестом конгрессе, а затем возобновился с новой силой в 1935 после появления известной работы [46] Эйнштейна, Подольского и Розена о полноте квантовой механики. Дискуссии не прекращались до самой смерти Эйнштейна [47] , порой принимая ожесточённый характер. Впрочем, участники никогда не переставали относиться друг к другу с огромным уважением, что нашло отражение в словах Эйнштейна, написанных в 1949 : Я вижу, что я был … довольно резок, но ведь … ссорятся по-настоящему только братья или близкие друзья. Здесь его посещали знаменитости не только научного например, Резерфорд , но и политического мира королевская чета Дании, английская королева Елизавета , президенты и премьер-министры различных стран [50]. В 1934 Бор пережил тяжёлую личную трагедию.
Во время плавания на яхте в проливе Каттегат штормовой волной был смыт за борт его старший сын — 19-летний Христиан; обнаружить его так и не удалось [51]. Всего у Нильса и Маргарет было шестеро детей. Один из них, Оге Бор, также стал выдающимся физиком, лауреатом Нобелевской премии 1975. В 1930-е годы Бор увлёкся ядерной тематикой , переориентировав на неё свой институт: благодаря своей известности и влиянию он сумел добиться выделения финансирования на строительство у себя в Институте новых установок — циклотрона , ускорителя по модели Кокрофта — Уолтона, ускорителя ван-де-Граафа [52]. Сам он внёс в это время существенный вклад в теорию строения ядра и ядерных реакций.
В 1936 Бор, исходя из существования недавно наблюдавшихся нейтронных резонансов, сформулировал фундаментальное для ядерной физики представление о характере протекания ядерных реакций : он предположил существование так называемого составного ядра «компаунд-ядра» , то есть возбуждённого состояния ядра с временем жизни порядка времени движения нейтрона через него. Тогда механизм реакций, не ограничивающийся лишь нейтронными реакциями, включает два этапа: 1 образование составного ядра, 2 его распад. При этом две эти стадии протекают независимо друг от друга, что обусловлено равновесным перераспределением энергии между степенями свободы компаунд-ядра. Это позволило применить статистический подход к описанию поведения ядер, что позволило вычислить сечения ряда реакций, а также интерпретировать распад составного ядра в терминах испарения частиц [53]. Однако такая простая картина имеет место лишь при больших расстояниях между резонансами уровнями ядра , то есть при малых энергиях возбуждения.
Как было показано в 1939 в совместной работе Бора с Рудольфом Пайерлсом и Георгом Плачеком, при перекрытии резонансов компаунд-ядра равновесие в системе не успевает установится и две стадии реакции перестают быть независимыми, то есть характер распада промежуточного ядра определяется процессом его формирования. Развитие теории в этом направлении привело к созданию в 1953 Виктором Вайскопфом, Германом Фешбахом и К. Портером так называемой «оптической модели ядра», описывающей ядерные реакции в широком диапазоне энергий [54]. Одновременно с представлением о составном ядре Бор совместно с Ф. Калькаром предложил рассматривать коллективные движения частиц в ядрах, противопоставив их картине независимых нуклонов.
Такие колебательные моды жидкокапельного типа находят отражение в спектроскопических данных в частности, в мультипольной структуре ядерного излучения. Идеи о поляризуемости и деформациях ядер были положены в основу обобщённой коллективной модели ядра, развитой в начале 1950 -х годов Оге Бором, Беном Моттельсоном и Джеймсом Рейнуотером [55]. Велик вклад Бора в объяснение механизма деления ядер, при котором происходит освобождение огромных количеств энергии. Деление было экспериментально обнаружено в конце 1938 Отто Ганом и Фрицем Штрассманом и верно истолковано Лизе Мейтнер и Отто Фришем во время рождественских каникул. Бор узнал об их идеях от Фриша, работавшего тогда в Копенгагене , перед самым отъездом в США в январе 1939 [56].
В Принстоне совместно с Джоном Уилером он развил количественную теорию деления ядер, основываясь на модели составного ядра и представлениях о критической деформации ядра, ведущей к его неустойчивости и распаду. Для некоторых ядер эта критическая величина может быть равна нулю, что выражается в распаде ядра при сколь угодно малых деформациях [57]. Теория позволила получить зависимость сечения деления от энергии, совпадающую с экспериментальной. Кроме того, Бору удалось показать, что деление ядер урана-235 вызывается «медленными» низкоэнергетичными нейтронами, а урана-238 — быстрыми [58]. Противостояние нацизму.
Борьба против атомной угрозы 1940—1950 [ ] После прихода к власти в Германии нацистов Бор принял активное участие в устройстве судьбы многих учёных-эмигрантов, которые переехали в Копенгаген. В 1933 усилиями Нильса Бора, его брата Харальда, директора Института вакцин Торвальда Мадсена и адвоката Альберта Йоргенсена был учреждён специальный Комитет помощи учёным-беженцам [59]. После оккупации Дании в апреле 1940 года возникла реальная опасность ареста Бора в связи с его полуеврейским происхождением. Тем не менее, он решил оставаться в Копенгагене, пока это будет возможно, чтобы гарантировать защиту института и своих сотрудников от посягательств оккупационных властей. В октябре 1941 Бора посетил Гейзенберг , в то время руководитель нацистского атомного проекта.
Между ними состоялся разговор о возможности реализации ядерного оружия, о котором немецкий учёный писал следующим образом: Копенгаген я посетил осенью 1941 г. К этому времени мы в «Урановом обществе» в результате экспериментов с ураном и тяжёлой водой пришли к выводу, что возможно построить реактор с использованием урана и тяжёлой воды для получения энергии. Такой разговор состоялся во время вечерней прогулки в районе Ни-Карлсберга. Зная, что Бор находится под надзором германских политических властей и что его отзывы обо мне будут, вероятно, переданы в Германию, я пытался провести этот разговор так, чтобы не подвергать свою жизнь опасности. Беседа, насколько я помню, началась с моего вопроса, должны ли физики в военное время заниматься урановой проблемой, поскольку прогресс в этой области сможет привести к серьёзным последствиям в технике ведения войны.
Бор сразу же понял значение этого вопроса, поскольку мне удалось уловить его реакцию лёгкого испуга. Он ответил контрвопросом: «Вы действительно думаете, что деление урана можно использовать для создания оружия?
7 интересных фактов из биографии Нильса Бора
Чёрные дыры промежуточной массы — самый редкий тип экстремальных объектов, который очень сложно обнаружить. Эти черные дыры намного тяжелее обычных, но не такие массивные, как в центрах галактик, хотя всё равно смертоносные из-за того, что поглощают всё вокруг. И одна такая чёрная дыра промежуточной массы была обнаружена в момент ужасающего разрыва звезды в далёкой галактике. Учёные из института Нильса Бора Дания смоделировали обнаруженное ими разрушение звезды, и эта модель показала, что масса чёрной дыры составляет от 50 000 до 800 000 масс Солнца, что является колоссальным масштабом по сравнению с обычными чёрными дырами.
Но к середине 1920-х резко увеличившееся количество постдоков, их временный, кочевой образ жизни и работы, внешние источники финансирования и частые переезды из одного центра в другой, с отличающейся исследовательской программой, превысили возможности эффективного контроля со стороны профессоров и директоров. Они председательствовали в процессе, писали рекомендации для получения стипендий и принимали временных исследователей у себя в лабораториях, но уже не могли так же уверенно, как раньше, давать исследовательские задания, определять методы решения и направление работы всего института. Инициатива выдвижения новых стратегических идей все чаще переходила к коллективному постдоку, молодежному, недисциплинированному и транснациональному.
И идеи эти часто сочинялись на ходу, в результате обмена, случайных встреч или в процессе переезда из одного места в другое. Поколение Гейзенберга и Паули впоследствии стало настолько знаменитым, что их трудно без специального мысленного усилия представить блестящими молодыми дарованиями без копейки денег, постоянной работы и гарантированного профессионального будущего. Но сам Паули в письме 1923 года сравнивал неопределенность траектории своей собственной будущей карьеры с непредсказуемой судьбой квантовой частицы: «Точно известно только то, что наступающий семестр я проведу в Гамбурге... Идеи новой квантовой механики появились в головах у молодых ученых, не имевших еще постоянной работы, для которых прежние, более предсказуемые пути научной карьеры оказались нарушенными из-за экономических и политических неурядиц послевоенного времени. Но им представилась возможность воспользоваться новыми, хоть и более неопределенными, переходами из одного метастабильного постдокторантского состояния в другое, которые при этом уводили их из области влияния одного учителя и профессора к другому. В процессе этих переходов у учеников возникала новая, прежде недоступная, степень интеллектуальной свободы, которой они в определенной мере смогли воспользоваться.
Вернер Гейзенберг и Вольфганг Паули researchgate. Экспериментаторы же больше, наверное, привязаны к инфраструктуре. Вообще, динамика отношений между экспериментом и теорией менялась в разные периоды. Иногда теория забегала вперед и подсказывала, что делать. Иногда наоборот, она отставала от экспериментов. Но в принципе, экспериментаторы действительно больше зависят от конкретных мест, от инструментов.
И им обычно нужно больше времени, чтобы сделать свои работы, то есть цикл производства результатов медленнее. Для теоретиков же был еще один важный фактор, который повлиял на квантовую революцию, — скорость публикаций и распространения информации. Сейчас есть интернет и препринты, а тогда это зависело прежде всего от того, как быстро журналы могли напечатать новую работу. Журналы 1920-х годов, в которых публиковались квантовые физики, были способны напечатать поступившую статью за два-три месяца, а весь цикл от одной статьи поступившей в журнал, опубликованной и после этого использованной уже другим автором в статье и тоже посланной в журнал для публикации, часто мог уложиться в полгода, а иногда даже всего в четыре месяца. Благодаря такой скорости за полтора года после первой статьи Гейзенберга лета 1925 года новая квантовая механика набрала больше 200 статей примерно 80 авторов из разных стран мира. Журналы 1920-х годов, в которых публиковались квантовые физики, были способны напечатать поступившую статью за два-три месяца, а весь цикл от одной статьи поступившей в журнал, опубликованной и после этого использованной уже другим автором в статье и тоже посланной в журнал для публикации, часто мог уложиться в полгода, а иногда даже всего в четыре месяца — Для нынешних научных журналов это практически невозможно.
И поскольку не было более мощных технологий, печатные журналы были главным средством информации, и они старались публиковать быстро. А вторая линия — это революция постдоков. Но ведь у Бора должны были быть условия, которые позволяли ему принимать таких постдоков? Как и многие европейские университеты, копенгагенский ориентировался на то, как развивались дела в соседней Германии, но с некоторым отставанием. Например, к концу девятнадцатого века в большинстве больших немецких университетов уже был физический институт, то есть специальное здание, обычно трехэтажное, с лекционным залом человек на сто, комнатами для учебного практикума студентов, лабораторными помещениями в подвале для собственно научных исследований профессора, его ассистентов и учеников. И не забыть про квартиру, где жила семья профессора, который настаивал, чтобы университет обеспечил ему служебное жилье в здании института, чтобы ему сподручнее было всем этим хозяйством управлять.
В Дании это появилось только после того, как в 1917 году Бор получил деньги на строительство аналогичного, но небольшого института. При первом личном посещении меня больше всего смутили маленькие размеры этого здания на окраине Копенгагена, несопоставимо скромного по физическим размерам по сравнению с тем образом великого научного центра мировых открытий, который сложился в голове после чтения историко-научной литературы. У Дании были какие-то амбиции? Торговля Дании сильно выиграла во время мировой войны, хотя вскоре после ее окончания в стране тоже начался экономический кризис, как и во всей Европе. Еще интересен колониальный аспект этой истории, поскольку часто забывается, что Дания, несмотря на малость, — это еще и империя с заморскими территориями. В 1916 году они продали США свою часть Виргинских островов в Карибском море, по причине или под предлогом того, что эти острова легко могли быть захвачены Германией.
Часть полученных от этой продажи средств и пошла на строительство физического института для Бора. Появляются рокфеллеровские стипендиаты. И он начинает свою деятельность по созданию мирового центра? Если бы не война, то главный центр квантовой физики возник бы, конечно, в Германии. И даже понятно где: в Мюнхене, у Зоммерфельда, в его развивающейся школе. Он подготовил десятки самых сильных теоретиков, в том числе Паули и Гейзенберга.
Но после войны Германия оказалась в международной изоляции, а Бор стал принимать у себя молодых немецких докторов, в том числе самых блестящих из Мюнхена, с зоммерфельдовской подготовкой, а потом еще и из Геттингена. По абсолютным меркам их было в целом не так много. За десять лет, с 1916 по 1927 год, всего в институте Бора работало примерно шестьдесят приезжих ученых из разных стран. Копенгагенская конференция, весна 1930, обсуждает второй кризис квантовой теории. Игрушечная пушка и горн использовались для звукового сопровождения докладов об очередных трудностях теории. Директора тогда имели большую власть, из-за чего могли возникать трения.
Я уже упомянул, что журналы публиковали быстро, потому что не было реферирования. Достаточно было, чтобы профессор написал сопроводительное письмо, что статью стоит напечатать. Профессор брал ответственность и осуществлял контроль за научным качеством всех работ, выполненных в руководимом им институте. Постдоки, работавшие в институте Бора, должны были получить от него разрешение послать свою статью в журнал. Что не всегда было легко. Бор часто читал медленно, сомневался или критиковал, задерживал нетерпеливых гениев.
Или советовал сделать какие-то исправления. У Гейзенберга, например, а позже у Ландау, с этим возникли проблемы. В тот год Гейзенберг работал как бы в двух местах: в Геттингене он должен был читать лекции как приват-доцент, а в Копенгагене у него была рокфеллеровская стипендия. И он провел часть года там и там, переезжая с места на место. А написал он свою новую работу, что тоже символично и важно, не в каком-то из этих институтов, а уехав на остров Гельголанд в Северном море спасаясь от приступа сенной лихорадки, то есть, по сути, экстерриториально. Он не был уверен, насколько важна его идея.
Когда был запущен наш первый реактор в 1946 году, Берия приказал прекратить все контакты с американскими источниками. На встрече со мной он предложил обдумать, как можно воспользоваться авторитетом Оппенгеймера, Ферми, Сциларда и других близких к ним ученых в антивоенном движении. Мы считали, что антивоенная кампания и борьба за ядерное разоружение может помешать американцам шантажировать нас атомной бомбой, и начали широкомасштабную политическую кампанию против ядерного превосходства США. Мы хотели связать американские правящие круги политическими ограничениями в использовании ядерного оружия — у нас атомной бомбы еще не было. Берия категорически приказал не допустить компрометации видных западных ученых связями с нашей разведкой: для нас было важно, чтобы западные ученые представляли самостоятельную, имеющую авторитет и влияние политическую силу, дружественную по отношению к Советскому Союзу. Через Фукса идея о роли и политической ответственности ученых в ядерную эпоху была доведена до Ферми, Оппенгеймера и Сциларда, которые решительно выступили против создания водородной бомбы. В своих доводах они были совершенно искренни и не подозревали, что Фукс под нашим влиянием логически подвел их к этому решению.
Действуя как антифашисты, они объективно превратились в политических союзников СССР. Директива Берии основывалась на информации, полученной от Фукса в 1946 году, о серьезных разногласиях между американскими физиками по вопросам совершенствования атомного оружия и создания водородной бомбы. На совещании, состоявшемся в конце 1945 или в начале 1946 года, ученые вместе с Фуксом выступили против разработки «сверхбомбы» и столкнулись с резкими возражениями Теллера. Клаус Фукс отклонил предложение Оппенгеймера продолжить работу с ним в Принстоне, возвратился в Англию и продолжал снабжать нас исключительно важной информацией. С осени 1947 года по май 1949-го Фукс передал нашему оперативному работнику Феклисову основные теоретические разработки по созданию водородной бомбы и планы начала работ, к реализации которых приступили в США и Англии в 1948 году. Особенно ценной была полученная от Фукса информация о результатах испытаний плутониевой и урановой атомных бомб на атолле Эниветок. Фукс встречался с Феклисовым в Лондоне один раз в 3—4 месяца.
Каждая встреча тщательно готовилась и продолжалась не более сорока минут. Феклисова сопровождали три оперативных работника, чтобы исключить возможность фиксации встречи службой наружного наблюдения британской контрразведки. Фукс и Феклисов так и не были зафиксированы английской контрразведкой. Фукс сам невольно способствовал своему провалу, сообщив службе безопасности, курировавшей английские атомные разработки, что его отец получил место преподавателя теологии в Лейпцигском университете в Восточной Германии. В это время американские спецслужбы разоблачили нашего агента, курьера Фукса, Голда, он опознал Фукса на фотографии, и американцы сообщили об этом английской контрразведке. В 1950 году Фукса арестовали. После напряженных допросов Фукс признал, что передавал секретные сведения Советскому Союзу.
Его судили, и в обвинительном заключении по его делу упоминалась лишь одна встреча с советским агентом в 1947 году, и то целиком на основе его личного признания. О сотрудничестве Фукса с нашей разведкой и обстоятельствах его ареста рассказал Феклисов в упоминавшемся мною очерке «Героический подвиг Клауса Фукса» и в своей книге «За океаном и на острове». Сведения о развитии атомных исследований в Англии и реальных запасах ядерного оружия в США, переданные Фуксом в 1948 году, совпали с исключительно важной информацией из Вашингтона, полученной от Маклина, который с 1944 года занимал должность секретаря английского посольства в США и контролировал всю канцелярию этого ведомства. Так, например, Оппенгеймер напоминает мне в значительной мере наших ученых академического типа — Вернадского, Капицу, Сахарова. Они всегда стремились сохранить собственное лицо, стремились жить в мире, созданном их воображением, с иллюзией независимости. Но независимость ученого, вовлеченного в работы громадной государственной важности, всегда остается иллюзией. А для Курчатова в научной работе главными всегда были интересы государства.
Он был менее упрям и более зависим от властей, чем Капица и Иоффе. Берия, Первухин и Сталин сразу уловили, что он представляет новое поколение советской научной интеллигенции, менее связанное со старыми традициями русских ученых. Они правильно поняли, что он амбициозен и полон решимости подчинить всю научную работу интересам государства. Правительство стремилось любой ценой ускорить испытание первой атомной бомбы, и Курчатов пошел по пути копирования американского ядерного устройства. Вместе с тем не прекращалась параллельная работа над созданием бомбы советской конструкции. Она была взорвана в 1951 году. Будучи настоящими учеными, Курчатов и Оппенгеймер в то же время были административными руководителями важнейших проектов, имевших судьбоносное значение для мира.
Конфликт личных убеждений, научных интересов и административных обязанностей в таком случае неизбежен. Мы не можем быть им судьями, работа этих людей над бомбой открыла новую эру в науке. Однако дело не только в открытии, суть проблемы в том, что впервые крупнейшие ученые мира действовали не только как носители научных идей, но и как государственные деятели.
Ведущим производителем в последнее десятилетие выступает Казахстан. На другие два места в топ-3 в последние годы попадали Канада, Австралия и Намибия.
На четыре эти страны в совокупности приходится три четвертых всего производимого в мире урана.
#Нильс Бор
Общение с Резерфордом оставило неизгладимый отпечаток как в научном, так и в личностном плане на дальнейшей судьбе Бора, спустя много лет написавшего: Очень характерным для Резерфорда был благожелательный интерес, который он проявлял ко всем молодым физикам, с которыми ему приходилось долго или коротко иметь дело. По возвращении в Копенгаген Бор преподавал в университете, в то же время интенсивно работая над квантовой теорией строения атома. Первые результаты содержатся в черновике, посланном Резерфорду ещё в июле 1912 года и носящем название «резерфордовского меморандума» [19]. Однако решающие успехи были достигнуты в конце 1912 — начале 1913 года. Ключевым моментом стало знакомство в феврале 1913 года с закономерностями расположения спектральных линий и общим комбинационным принципом для частот излучения атомов. Впоследствии сам Бор говорил: Как только я увидел формулу Бальмера , весь вопрос стал мне немедленно ясен [20]. В марте 1913 года Бор послал предварительный вариант статьи Резерфорду, а в апреле съездил на несколько дней в Манчестер для обсуждения своей теории. Итогом проведённой работы стали три части революционной статьи «О строении атомов и молекул» [21] , опубликованные в журнале «Philosophical Magazine» в июле, октябре и декабре 1913 года и содержащие квантовую теорию водородоподобного атома.
В теории Бора можно выделить два основных компонента [22] : общие утверждения постулаты о поведении атомных систем, сохраняющие своё значение и всесторонне проверенные, и конкретная модель строения атома , представляющая в наши дни лишь исторический интерес. Постулаты Бора содержат предположения о существовании стационарных состояний и об излучательных переходах между ними в соответствии с представлениями Планка о квантовании энергии вещества. Модельная теория атома Бора исходит из предположения о возможности описания движения электронов в атоме, находящемся в стационарном состоянии, на основе классической физики , на которое накладываются дополнительные квантовые условия например, квантование углового момента электрона. Теория Бора сразу же позволила обосновать испускание и поглощение излучения в сериальных спектрах водорода , а также объяснить с поправкой на приведённую массу электрона наблюдавшиеся ранее Чарлзом Пикерингом и Альфредом Фаулером водородоподобные спектры с полуцелыми квантовыми числами как принадлежащие ионизированному гелию. Блестящим успехом теории Бора стало теоретическое получение значения постоянной Ридберга [23]. Работа Бора сразу привлекла внимание физиков и стимулировала бурное развитие квантовых представлений. Его современники по достоинству оценили важный шаг, который сделал датский учёный.
Так, в 1936 году Резерфорд писал: Я считаю первоначальную квантовую теорию спектров, выдвинутую Бором, одной из самых революционных из всех когда-либо созданных в науке; и я не знаю другой теории, которая имела бы больший успех [24]. Нильс Бор и Альберт Эйнштейн вероятно, декабрь 1925 В 1949 году Альберт Эйнштейн так вспоминал о своих впечатлениях от знакомства с теорией Бора: Все мои попытки приспособить теоретические основы физики к этим результатам [то есть следствиям закона Планка для излучения чёрного тела] потерпели полную неудачу. Это было так, точно из-под ног ушла земля и нигде не было видно твёрдой почвы, на которой можно было бы строить. Мне всегда казалось чудом, что этой колеблющейся и полной противоречий основы оказалось достаточным, чтобы позволить Бору — человеку с гениальной интуицией и тонким чутьём — найти главные законы спектральных линий и электронных оболочек атомов, включая их значение для химии. Это мне кажется чудом и теперь. Это наивысшая музыкальность в области мысли [25]. Весной 1914 года Бор был приглашён Резерфордом заменить Чарльза Дарвина , внука знаменитого естествоиспытателя , в качестве лектора по математической физике в Манчестерском университете Шустеровская школа математической физики [26].
Он оставался в Манчестере с осени 1914 года до лета 1916 года. В это время он пытался распространить свою теорию на многоэлектронные атомы, однако скоро зашёл в тупик. Уже в сентябре 1914 года он писал: Для систем, состоящих из более чем двух частиц, нет простого соотношения между энергией и числом обращений, и по этой причине соображения, подобные тем, которые я использовал ранее, не могут быть применены для определения «стационарных состояний» системы. Я склонен полагать, что в этой проблеме скрыты очень значительные трудности, которые могут быть преодолены лишь путём отказа от обычных представлений в ещё большей степени, чем это требовалось до сих пор, и что единственной причиной достигнутых успехов является простота рассмотренных систем [27]. В 1914 году Бор сумел частично объяснить расщепление спектральных линий в эффектах Штарка и Зеемана , однако ему не удалось получить расщепление более чем на два компонента. В этом проявилась ограниченность круговых орбит, рассматриваемых в его теории. Преодолеть её стало возможно лишь после того, как в начале 1916 года Арнольд Зоммерфельд сформулировал обобщённые квантовые условия, ввёл три квантовых числа для орбиты электрона и объяснил тонкую структуру спектральных линий , учтя релятивистские поправки.
Бор сразу же занялся коренным пересмотром своих результатов в свете этого нового подхода [28]. Дальнейшее развитие модели. Принцип соответствия 1916—1923 [ править править код ] Летом 1916 года Бор окончательно вернулся на родину и возглавил кафедру теоретической физики в Копенгагенском университете. В апреле 1917 года он обратился к датским властям с просьбой о выделении финансов на строительство нового института для себя и своих сотрудников. Несмотря на большую занятость административными делами, Бор продолжал развивать свою модель, пытаясь обобщить её на случай более сложных атомов, например, гелия. В 1918 году в статье «О квантовой теории линейчатых спектров» Бор сформулировал количественно так называемый принцип соответствия , связывающий квантовую теорию с классической физикой. Впервые идея соответствия возникла ещё в 1913 году , когда Бор использовал мысль о том, что переходы между стационарными орбитами с большими квантовыми числами должны давать излучение с частотой, совпадающей с частотой обращения электрона [30].
Начиная с 1918 года, принцип соответствия стал в руках Бора мощным средством для получения новых результатов: он позволил, следуя представлениям о коэффициентах Эйнштейна , определить вероятности переходов и, следовательно, интенсивности спектральных линий; получить правила отбора в частности, для гармонического осциллятора ; дать интерпретацию числу и поляризации компонент штарковского и зеемановского расщеплений [31]. Впоследствии Бор дал чёткую формулировку принципу соответствия: …"принцип соответствия", согласно которому наличие переходов между стационарными состояниями, сопровождающихся излучением, связано с гармоническими компонентами колебания в движении атома, определяющими в классической теории свойства излучения, испускаемого вследствие движения частицы. Таким образом, по этому принципу, предполагается, что всякий процесс перехода между двумя стационарными состояниями связан с соответствующей гармонической компонентой так, что вероятность наличия перехода зависит от амплитуды колебания, поляризация же излучения обусловлена более детальными свойствами колебания так же, как интенсивность и поляризация излучения в системе волн, испускаемых атомом по классической теории вследствие наличия указанных компонент колебания, определяется амплитудой и другими свойствами последних. Именно из него исходил в 1925 году Вернер Гейзенберг при построении своей матричной механики [33]. В общефилософском смысле этот принцип, связывающий новые знания с достижениями прошлого, является одним из основных методологических принципов современной науки [33]. В 1921 — 1923 годах в ряде работ Бору впервые удалось дать на основе своей модели атома, спектроскопических данных и общих соображений о свойствах элементов объяснение периодической системы Менделеева , представив схему заполнения электронных орбит оболочек , согласно современной терминологии [34].
В приложении «Ученые-физики и их эксперименты» можно будет вспомнить самые значимые открытия в области физики и их авторов.
Например, того, кто доказал существование в атомах положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов вокруг него или кто открыл закон плавания тел, ставший основой гидростатики. Датский физик Нильс Бор внес весомый вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций. Именно он в 1913 году предложил модель строения атома, в которой электроны могут двигаться только по определенным орбитам, не излучая энергию, а ее излучение или поглощение происходит лишь в момент перехода с одной орбиты на другую.
Фактически Бор открыл закон квантования энергии. Автограф Нильса Бора. Он ввел в структуру атома постоянную Планка и сформулировал принцип соответствия. Мы не будем описывать и формулировать этот принцип, но заметим, что он связал классическую физику с новыми квантовыми явлениями. Но уже в середине 1920-х годов эта связь была прервана. Произошел драматический поворот, который изменил сами представления о том, что такое физика.
По стопам Бора уже шли молодые физики. Это выразилось в создании под руководством Н. Бора Копенгагенской школы физики. В 1923 году Бор начал осознавать, что квантовая прерывность в мире бесконечно малого взаимообмен энергией является дискретным была первым сигналом невозможности представить мир бесконечно малого в виде простой миниатюры, что послужило дальнейшим толчком в развитии квантовой механики. А теперь обратимся непосредственно к истории ученого. Нильс Бор родился в Копенгагене 7 октября 1885 года.
Если религии всех эпох говорят образами, символами и парадоксами, то это, видимо, потому, что просто не существует никаких других возможностей охватить ту действительность, которая здесь имеется в виду. Но отсюда еще вовсе не следует, что она не подлинная действительность.
И расщепляя эту действительность на объективную и субъективную стороны, мы вряд ли здесь далеко продвинемся. А далее Бор затронул и этический аспект: «Необходимо осознать, что существует отношение дополнительности между критическим анализом вероучительного содержания той или иной религии и поведением, предпосылкой которого является решительное принятие духовной структуры данной религии. Такое сознательно принятое решение придает индивиду силу, которая руководит его поступками, помогает преодолеть моменты неуверенности, а когда ему приходится страдать, дарит ему утешение, порождаемое чувством укрытости внутри великого миропорядка. Таким путем религия помогает гармонизации жизни в обществе, и в число ее важнейших задач входит напоминание о великом миропорядке на языке образов и символов. Но в отличие от Канта, Бор предпочитал о Боге молчать. В том же самом разговоре с Гейзенбергом, Бор упоминает Витгенштейна, с его знаменитой заповедью молчать, если нельзя сказать ясно: «представляется замечательным, как бескомпромиссно Поль Дирак относится к вещам, допускающим ясное выражение на логическом языке; то, что вообще может быть сказано, считает он, может быть также и ясно сказано, а о чем нельзя говорить, о том, по выражению Витгенштейна, нужно молчать. Так что представляется разумным понять боровскую отсылку к Витгенштейну как пояснение позиции самого Бора — позиции апофатического молчания. Эта гипотеза представляется согласующейся со всем тем, что о Боре известно.
Она весьма органична сочетанию двух дополнительных качеств великого физика: неустанного, вдохновляющего стремления к полной ясности и, в то же время, глубокого понимания недостижимости последних истин о «вещах в себе». Как писал Бор, «Наша задача — не проникать в суть вещей, смысла которых мы не знаем в любом случае, а разрабатывать концепции, которые позволят нам продуктивно рассуждать о явлениях природы». Переход на язык теологии и мистики мог казаться Бору чем-то недопустимым из-за неизбежной профанации непостижимого, о котором потому и следует молчать. Любой же разговор о познаваемости вселенной на этот неприемлемый язык и выводил. Но еще Плотин определял философию как разговор о самом главном, чем она и была с древнейших времен. Если же о самом главном можно только молчать, то как оно вообще может быть удержано?
Так рождалась квантовая физика. Hильс Бор в Институте физических проблем Академии наук СССР
| 135 лет со дня рождения Нильса Бора: лучшие приложения «МЭШ» по физике | Нильс Хенрик Давид Бор родился в датской столице поздней осенью 1885-го. |
| Бор, Нильс | В данном разделе вы найдете много статей и новостей по теме «Нильс Бор». |
| Так рождалась квантовая физика. Hильс Бор в Институте физических проблем Академии наук СССР | Датский физик Нильс Бор смог описать современную модель атома благодарю сну о солнечной системе. |
135 лет со дня рождения Нильса Бора: лучшие приложения «МЭШ» по физике
Главная» Новости» Наследный принц Дании Фредерик отмечает столетие Института Нильса Бора, вручая награды. В 1939 году Нильс Бор сделал открытие, изменившее мир навсегда. В Копенгагене Нильс Бор, постулировавший квантовые скачки электронов, для обсуждения проблем новой физики собирал молодых физиков, среди которых был тогда еще советский физик-теоретик Георгий Гамов. Они помогают клетке двигаться к бактериям и в то же время действуют как сенсорные щупальца, которые определяют бактерию как добычу”, — говорит Мартин Бендикс, руководитель лаборатории экспериментальной биофизики Института Нильса Бора. Получивший известность в качестве основоположника квантовой теории, Нильс Бор глубоко погружался не только в науку, но также в религию и философию. Изучите 10 основных работ Нильса Бора и познакомьтесь с его открытиями, теориями и другими достижениями в науке.
135 лет со дня рождения Нильса Бора: лучшие приложения «МЭШ» по физике
| Открытия, сделанные во сне | Датский физик Нильс Бор внес весомый вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций. |
| Нейтрино доносят до нас сообщения о том, что происходит в глубинах космоса | Бор Нильс — чем известен, биография, открытия и достижения, работы и цитаты — РУВИКИ: Интернет-энциклопедия. |
| Нильс Бор Биография и материалы / наука | Thpanorama - Сделайте себя лучше уже сегодня! | Нильс Хенрик Давид Бор родился в датской столице поздней осенью 1885-го. |
Откройте свой Мир!
В 1910 году Нильс Бор был удостоен степени магистра, а в мае 1911 года защитил докторскую диссертацию по классической электронной теории металлов. К концу 1930-х ученые из многих стран мира, включая Нильса Бора, Энрико Ферми, Ирен Кюри и ее мужа Фредерика Жолио, находились на пороге эпохального достижения, но первыми все равно стали немцы. В этот день, 26 января 1939 года, известный датский физик Нильс Бор, выступая на конференции по теоретической физике в Вашингтоне, рассказал об открытии деления урана.