Бор, Нильс

Вы находитесь на сайте "Архив статей из ЭЕЭ и статей на еврейские темы из Википедии"

Текущая версия на 08:23, 9 июня 2012

Нильс Хе́нрик Дави́д Бор (дат. Niels Henrik David Bohr [nels ˈb̥oɐ̯ˀ]; 7 октября 1885, Копенгаген — 18 ноября 1962, Копенгаген) — датский физик-теоретик и общественный деятель, один из создателей современной физики. Лауреат Нобелевской премии по физике (1922). Член Датского королевского общества (1917) и его президент с 1939. Был членом более чем 20 академий наук мира, в том числе иностранным почётным членом АН СССР (1929; членом-корреспондентом — с 1924).

Бор известен как создатель первой квантовой теории атома и активный участник разработки основ квантовой механики. Также он внёс значительный вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций, процессов взаимодействия элементарных частиц со средой.

Обзор жизни и творчества

Молодость. (1885—1911)

Нильс Бор родился в семье профессора физиологии Копенгагенского университета Христиана Бора (1858—1911), дважды становившегося кандидатом на Нобелевскую премию по физиологии и медицине^[2], и Эллен Адлер (1860—1930), дочери влиятельного и весьма состоятельного еврейского банкира и парламентария-либерала Давида Баруха Адлера (1826—1878, датск.) и Дженни Рафаэл (1830—1902) из британской еврейской банкирской династии Raphael Raphael & sons^[3]. Родители Бора поженились в 1881 году.

В школе Нильс проявлял явную склонность к физике и математике, а также к философии. Этому способствовали регулярные визиты коллег и друзей отца — философа Харальда Гёффдинга, физика Кристиана Кристиансена, лингвиста Вильгельма Томсена^[4]. Близким другом и одноклассником Бора в этот период был его троюродный брат (по материнской линии), известный в будущем гештальт-психолог Эдгар Рубин (Edgar John Rubin, 1886—1951; среди предложенных им оптических иллюзий т. н. «ваза Рубина» (1915), англ.).^[5] Рубин привлёк Бора к изучению философии.

В 1903 году Нильс Бор поступил в Копенгагенский университет, где изучал физику, химию, астрономию, математику. Вместе с братом он организовал студенческий философский кружок, на котором его участники поочерёдно выступали с докладами^[6]. В университете Нильс Бор выполнил свои первые работы по исследованию колебаний струи жидкости для более точного определения величины поверхностного натяжения воды.

В 1910 Бор получил степень магистра, а в мае 1911 защитил докторскую диссертацию по классической электронной теории металлов^[7].

Бор в Англии. Теория Бора (1911—1916)

В 1911 Бор получил стипендию в размере 2500 крон от фонда Карлсберга для стажировки за границей^[8].

В марте 1912 Бор переехал в Манчестер к Эрнесту Резерфорду ^[9].

1 августа 1912^[8] в Копенгагене состоялась свадьба Бора и Маргарет Норлунд, сестры близкого друга Харальда — Нильса Эрика Норлунда ^[10]. Во время свадебного путешествия в Англию и Шотландию Бор с супругой посетили Резерфорда в Манчестере. Бор передал ему свою подготовленную к печати статью «Теория торможения заряженных частиц при их прохождении через вещество» (она была опубликована в начале 1913). Вместе с тем было положено начало тесной дружбе семей Боров и Резерфордов. Общение с Резерфордом оставило неизгладимый отпечаток (как в научном, так и в личностном плане) на дальнейшей судьбе Бора.

По возвращении в Копенгаген Бор преподавал в университете, в то же время интенсивно работая над квантовой теорией строения атома.

В марте 1913 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»^[11], опубликованные в журнале «Philosophical Magazine» в июле, октябре и декабре 1913 и содержащие квантовую теорию водородоподобного атома.

Работа Бора сразу привлекла внимание физиков и стимулировала бурное развитие квантовых представлений. Его современники по достоинству оценили важный шаг, который сделал датский учёный.

Весной 1914 Бор был приглашён Резерфордом в качестве лектора по математической физике в Манчестерском университете (Шустеровская школа математической физики)^[12]. Он оставался в Манчестере с осени 1914 до лета 1916.

Дальнейшее развитие теории. Принцип соответствия (1916—1923)

Летом 1916 Бор окончательно вернулся на родину и возглавил кафедру теоретической физики в Копенгагенском университете. В апреле 1917 он обратился к датским властям с просьбой о выделении финансов на строительство нового института для себя и своих сотрудников. 3 марта 1921, после преодоления множества организационных и административных трудностей, в Копенгагене был наконец открыт Институт теоретической физики^[13], носящий ныне имя своего первого руководителя (институт Нильса Бора).

Несмотря на большую занятость административными делами, Бор продолжал развивать свою теорию, пытаясь обобщить её на случай более сложных атомов. В 1918 в статье «О квантовой теории линейчатых спектров» Бор сформулировал количественно так называемый принцип соответствия, связывающий квантовую теорию с классической физикой.

Принцип соответствия сыграл огромную роль и при построении последовательной квантовой механики. В общефилософском смысле этот принцип, связывающий новые знания с достижениями прошлого, является одним из основных методологических принципов современной науки^[14].

В 1921—1923 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)^[15].

В 1922 Бору была присуждена Нобелевская премия по физике «за заслуги в изучении строения атома»^[16]. В своей лекции «О строении атомов»^[17], прочитанной в Стокгольме 11 декабря 1922, Бор подвёл итоги десятилетней работы.

Однако было очевидно, что теория Бора в своей основе содержала внутреннее противоречие, поскольку она механически объединяла классические понятия и законы с квантовыми условиями. Кроме того, она была неполной, недостаточно универсальной, так как не могла быть использована для количественного объяснения всего многообразия явлений атомного мира.

Становление квантовой механики. Принцип дополнительности (1924—1930)

Новой теорией стала квантовая механика, которая была создана в 1925—1927 годах в работах Вернера Гейзенберга, Эрвина Шрёдингера, Макса Борна, Поля Дирака^[18]. Вместе с тем, основные идеи квантовой механики, несмотря на её формальные успехи, в первые годы оставались во многом неясными. Для полного понимания физических основ квантовой механики было необходимо связать её с опытом, выявить смысл используемых в ней понятий (ибо использование классической терминологии уже не было правомерным), то есть дать интерпретацию её формализма.

Именно над этими вопросами физической интерпретации квантовой механики размышлял в это время Бор. Итогом стала концепция дополнительности, которая была представлена на конгрессе в Комо в сентябре 1927^[19]. Исходным пунктом в эволюции взглядов Бора стало принятие им в 1925 дуализма волна — частица. >.

Иными словами, в микромире нет состояний, в которых объект имел бы одновременно точные динамические характеристики, принадлежащие двум определённым классам, взаимно исключающим друг друга, что находит выражение в соотношении неопределённостей Гейзенберга. Следует отметить, что на формирование идей Бора, как он сам признавал, повлияли философско-психологические изыскания Сёрена Кьеркегора, Харальда Гёффдинга и Уильяма Джемса^[20].

Через месяц после конгресса в Комо, на пятом Сольвеевском конгрессе в Брюсселе, начались знаменитые дискуссии Бора и Эйнштейна об интерпретации квантовой механики^[21]. Спор продолжился в 1930 на шестом конгрессе, а затем возобновился с новой силой в 1935 после появления известной работы^[22] Эйнштейна, Подольского и Розена о полноте квантовой механики. Дискуссии не прекращались до самой смерти Эйнштейна^[23], порой принимая ожесточённый характер. Впрочем, участники никогда не переставали относиться друг к другу с огромным уважением.

Ядерная физика (1930-е годы)

В 1932 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 (королевская чета Дании, английская королева Елизавета, президенты и премьер-министры различных стран)^[24].

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^[25]. Всего у Нильса и Маргарет было шестеро детей. Один из них, Оге Бор, также стал выдающимся физиком, лауреатом Нобелевской премии (1975). ^[26].

Велик вклад Бора в объяснение механизма деления ядер, при котором происходит освобождение огромных количеств энергии. 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.

Противостояние нацизму. Война. 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^[27].

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:

Таким образом, Гейзенберг намекает, что Бор не понял, что он имел в виду. Однако сам Бор был не согласен с такой трактовкой своей беседы с Гейзенбергом. В 1961 в разговоре с Аркадием Мигдалом он заявил:

Я понял его отлично. Он предлагал мне сотрудничать с нацистами…^[29]

К осени 1943 оставаться в Дании стало невозможно, поэтому Бор вместе с сыном Оге был переправлен силами Сопротивления сначала на лодке в Швецию, а оттуда на бомбардировщике в Англию, при этом они едва не погибли^[30]. Тётя Бора (старшая сестра его матери) — известный датский педагог Ханна Адлер (1859—1947) — была депортирована в концлагерь несмотря на 84-летний возраст и правительственную защиту.^[31] В Великобритании и США, куда он вскоре переехал, учёный включился в работу над созданием атомной бомбы и участвовал в ней вплоть до июня 1945.

Вместе с тем, уже начиная с 1944, Бор осознавал всю опасность атомной угрозы. В своём меморандуме на имя президента Рузвельта (3 июля 1944) он призвал к полному запрещению использования ядерного оружия, к обеспечению строгого международного контроля за этим и, в то же время, к уничтожению всякой монополии на мирное применение атомной энергии^[30]. Впоследствии он направил в адрес руководителей США ещё два меморандума — от 24 марта 1945 и от 17 мая 1948^[32]. Бор пытался донести свои мысли до Черчилля и Рузвельта и при личных встречах с ними, однако безрезультатно. Более того, эта деятельность, а также приглашение приехать на время войны в Советский Союз, полученное от Петра Капицы в начале 1944, привели к подозрениям в шпионаже в пользу СССР^[33].

В ноябре 1945 г. Бора по заданию советской разведки и по рекомендации П. Капицы посетил советский физик Я. П. Терлецкий, который задал ему ряд вопросов об американском атомном проекте (об атомных реакторах). Бор рассказал лишь то, что к этому моменту было опубликовано в открытых источниках, и сообщил о визите Терлецкого контрразведывательным службам^[34].

В 1950 Бор опубликовал открытое письмо ООН, настаивая на мирном сотрудничестве и свободном обмене информацией между государствами как залоге построения «открытого мира»^[35]. В дальнейшем он неоднократно высказывался на эту тему, своим авторитетом подкрепляя призывы к миру и предотвращению угрозы ядерной войны^[36].

Последние годы

В последние годы Бор занимался, в основном, общественной деятельностью, выступал с лекциями в различных странах, писал статьи на философские темы. Непосредственно в области физики в 1940—1950-х годах он продолжал заниматься проблемой взаимодействия элементарных частиц со средой. Сам Бор считал принцип дополнительности своим самым ценным вкладом в науку^[37]. Он пытался расширить его применение на другие области человеческой деятельности — биологию, психологию, культуру, много размышляя о роли и значении языка в науке и жизни^[38].

Скончался Нильс Бор 18 ноября 1962 от сердечного приступа. Урна с его прахом находится в семейном склепе в Копенгагене.

Память

• С 1965 Копенгагенский институт теоретической физики носит название «институт Нильса Бора». Стоит отметить, что после смерти его основателя и бессменного руководителя Институт возглавил Оге Бор (до 1970).
• В 1963 и 1985 в Дании были выпущены марки с изображением Нильса Бора.
• 105-й элемент таблицы Менделеева (дубний), открытый в 1970, до 1997 был известен как нильсборий. В этом же году было утверждено название борий для 107-го элемента, открытого в 1981.
• Имя Бора носит астероид 3948, открытый в 1985.
• В 1997 Датский национальный банк выпустил в обращение банкноту достоинством 500 крон с изображением Нильса Бора^[39].

Награды

• Нобелевская премия по физике (1922)
• Медаль Маттеуччи (1923)
• Медаль имени Макса Планка (1930)
• Медаль Копли (1938)
• Орден Слона (1947)
• Премия «За мирный атом» (1957)
• Почётные учёные степени Кембриджского, Манчестерского, Оксфордского, Эдинбургского, Сорбоннского, Принстонского, Гарвардского университетов, университета Макгилла, Рокфеллеровского центра и др.

См. также

Примечания

Литература

Книги

• Нильс Бор и развитие физики: Сборник статей под ред. В. Паули. — М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1958.
• Нильс Бор: Жизнь и творчество. — М.: Наука, 1967.
• Р. Мур. Нильс Бор — человек и учёный. — М.: Мир, 1969. Рецензия В. Я. Френкеля в журнале УФН.
• Е. М. Кляус, У. И. Франкфурт, А. М. Френк. Нильс Бор. — М.: Наука, 1977.
• Д. Данин. Нильс Бор. — М.: Молодая гвардия, 1978. (Серия «Жизнь замечательных людей»)
• Д. Данин. Труды и дни Нильса Бора. — М.: Знание, 1985. (Брошюра из серии «Новое в жизни, науке, технике».)

Статьи

• Шаблон:Статья:УФН-76-1:Нильс Бор в гостях у советских учёных
• Статьи в УФН, посвящённые памяти Нильса Бора:
  • Шаблон:Статья:УФН-80-2:Нильс Бор — великий физик ХХ века
  • Шаблон:Статья:УФН-80-2:Жизнь и деятельность Нильса Бора
  • Шаблон:Статья:УФН-80-2:Памяти Нильса Бора
  • Шаблон:Статья:УФН-80-2:Нильс Бор о научном сотрудничестве с советскими учёными
• Н. Бор // Ю. А. Храмов. Физики: Биографический справочник. — М.: Наука, 1983. — С. 39—40.
• Статьи из номера УФН, посвящённого 100-летию со дня рождения Нильса Бора:
  • Шаблон:Статья:УФН-147-10:Нильс Бор и физика атомного ядра
  • Шаблон:Статья:УФН-147-10:Развитие Нильсом Бором квантовой теории атома и принципа соответствия
  • Шаблон:Статья:УФН-147-10:Нильс Бор и квантовая физика
• Шаблон:Статья:УФН-167-1:Нильс Бор и Пётр Леонидович Капица
• А. Пайс. Нильс Бор, человек и его наука // А. Пайс. Гении науки. — М.: ИКИ, 2002. — С. 15—44.

Ссылки

	Портал «Физика»
	Нильс Бор в Викицитатнике?
	Нильс Бор на Викискладе?

• Бор, Нильс Хенрик Давид. Хиросима. «Скепсис». Проверено 6 октября 2009.
• The Nobel Prize in Physics 1922 (англ.). Nobelprize.org. Nobel Web. Проверено 6 октября 2009.
• Профиль Нильса Хендрика Давида Бора на официальном сайте РАН