Бор, Нильс

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

---

Версия 13:04, 2 января 2010

Этот предварительный набросок статьи взят из Википедии. В Ежевике его еще никто не редактировал. Оцените эту статью. Если она предварительно подходит для Ежевики в своем нынешнем виде, снимите с нее данный Шаблон {{IsFromWiki}}. Иначе замените его, соответственно, на {{Шаблон:.Сузить тему}}, или {{Шаблон:.Разделить}}, или {{Шаблон:.Искажающая}}, или {{Шаблон:.Неадекватная}}. Эти действия можно сделать с помощью кнопок-подсказок внизу под окном редактирования.

Нильс Бор
Niels Bohr
Файл:Niels Bohr.jpg
Дата рождения:	7 октября 1885(1885-10-07)
Место рождения:	Копенгаген, Дания
Дата смерти:	18 ноября 1962(1962-11-18) (77 лет)
Место смерти:	Копенгаген, Дания
Страна:	Дания
Научная сфера:	Теоретическая физика
Место работы:	Кембриджский университет Манчестерский университет Копенгагенский университет Институт Нильса Бора
Альма-матер:	Копенгагенский университет
Знаменитые ученики:	Лев Ландау Хендрик Крамерс Оскар Клейн Оге Бор Джон Уилер
Известен как:	один из создателей современной физики
Награды и премии	Нобелевская премия по физике (1922) Шаблон:Кавалер ордена Слона

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.

Содержание 1 Обзор жизни и творчества 1.1 Молодость. Теорема Бора — ван Лёвен (1885—1911) 1.2 Бор в Англии. Теория Бора (1911—1916) 1.3 Дальнейшее развитие теории. Принцип соответствия (1916—1923) 1.4 Становление квантовой механики. Принцип дополнительности (1924—1930) 1.5 Ядерная физика (1930-е годы) 1.6 Противостояние нацизму. Война. Борьба против атомной угрозы (1940—1950) 1.7 Последние годы 2 Научная школа Бора 3 Память 4 Награды 5 Публикации 5.1 Книги 5.2 Статьи 6 См. также 7 Примечания 8 Литература 8.1 Книги 8.2 Статьи 9 Ссылки

Обзор жизни и творчества

Молодость. Теорема Бора — ван Лёвен (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.

Другим увлечением Бора был футбол. Нильс и его брат Харальд (впоследствии ставший известным математиком) выступали за любительский клуб «Академиск» (первый — на позиции вратаря, а второй — полузащитника). В дальнейшем Харальд успешно играл в сборной Дании и выиграл в её составе «серебро» на Олимпиаде-1908, где датская команда уступила в финале англичанам^[3].

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. Теоретическое исследование в 1906 году было отмечено золотой медалью Датского королевского общества. В последующие годы (1907—1909) оно было дополнено экспериментальными результатами, полученными Бором в физиологической лаборатории отца^[7], и опубликовано по представлению корифеев тогдашней физики Рамзая и Рэлея^[8].

В 1910 Бор получил степень магистра, а в мае 1911 защитил докторскую диссертацию по классической электронной теории металлов^[7]. В своей диссертационной работе Бор, развивая идеи Лоренца, доказал важную теорему классической статистической механики, согласно которой магнитный момент любой совокупности элементарных электрических зарядов, движущихся по законам классической механики в постоянном магнитном поле, в стационарном состоянии равен нулю. В 1919 эта теорема была независимо переоткрыта Йоханной ван Лёвен и носит название теоремы Бора — ван Лёвен (англ.). Из неё непосредственно следует невозможность объяснения магнитных свойств вещества (в частности, диамагнетизма), оставаясь в рамках классической физики^[9]. Это, видимо, стало первым столкновением Бора с ограниченностью классического описания, подводившим его к вопросам квантовой теории.

Бор в Англии. Теория Бора (1911—1916)

В 1911 Бор получил стипендию в размере 2500 крон от фонда Карлсберга для стажировки за границей^[10]. В сентябре 1911 он прибыл в Кембридж, чтобы работать в Кавендишской лаборатории под руководством знаменитого Дж. Дж. Томсона. Однако сотрудничество не сложилось: Томсона не заинтересовал молодой датчанин, с ходу указавший на ошибку в одной из его работ и к тому же плохо изъяснявшийся на английском. Впоследствии Бор так вспоминал об этом:

Я был разочарован, Томсона не заинтересовало то, что его вычисления оказались неверными. В этом была и моя вина. Я недостаточно хорошо знал английский и потому не мог объясниться… Томсон был гением, который, на самом деле, указал путь всем… В целом, работать в Кембридже было очень интересно, но это было абсолютно бесполезным занятием.[10]

В итоге в марте 1912 Бор переехал в Манчестер к Эрнесту Резерфорду, с которым незадолго до того познакомился^[11]. В 1911 Резерфорд по итогам своих опытов опубликовал планетарную модель атома. Бор активно включился в работу по этой тематике, чему способствовали многочисленные обсуждения с работавшим тогда в Манчестере известным химиком Георгом Хевеши и с самим Резерфордом. Исходной идеей было то, что свойства элементов определяются целым числом — атомным номером, в роли которого выступает заряд ядра, который может изменяться в процессах радиоактивного распада. Первым применением резерфордовской модели атома для Бора стало рассмотрение в последние месяцы своего пребывания в Англии процессов взаимодействия альфа- и бета-лучей с веществом^[12]. Летом 1912 Бор вернулся в Данию.

1 августа 1912^[10] в Копенгагене состоялась свадьба Бора и Маргарет Норлунд, сестры близкого друга Харальда — Нильса Эрика Норлунда, с которой он познакомился в 1909^[13]. 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, который спустя много лет писал:

Очень характерным для Резерфорда был благожелательный интерес, который он проявлял ко всем молодым физикам, с которыми ему приходилось долго или коротко иметь дело. <…> для меня Резерфорд стал вторым отцом.[14]

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 и носящем название «резерфордовского меморандума»^[15]. Однако решающие успехи были достигнуты в конце 1912 — начале 1913. Ключевым моментом стало знакомство в феврале 1913 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.^[16]

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»^[17], опубликованные в журнале «Philosophical Magazine» в июле, октябре и декабре 1913 и содержащие квантовую теорию водородоподобного атома. В теории Бора можно выделить два основных компонента^[18]: 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^[19].

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 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.[20]

В 1949 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.[21]

Весной 1914 Бор был приглашён Резерфордом заменить Чарлза Дарвина, внука знаменитого естествоиспытателя, в качестве лектора по математической физике в Манчестерском университете (Шустеровская школа математической физики)^[22]. Он оставался в Манчестере с осени 1914 до лета 1916. В это время он пытался распространить свою теорию на многоэлектронные атомы, однако скоро зашёл в тупик. Уже в сентябре 1914 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.[23]

В 1914 Бор сумел частично объяснить расщепление спектральных линий в эффектах Штарка и Зеемана, однако ему не удалось получить расщепление более чем на две компоненты. В этом проявилась ограниченность круговых орбит, рассматриваемых в его теории. Преодолеть её стало возможно лишь после того, как в начале 1916 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^[24].

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^[25], 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, например, гелия. В 1918 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, 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^[26]. Начиная с 1918, 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^[27]. 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.[28]

Принцип соответствия сыграл огромную роль и при построении последовательной квантовой механики. Именно из него исходил в 1925 Вернер Гейзенберг при построении своей матричной механики^[29]. В общефилософском смысле этот принцип, связывающий новые знания с достижениями прошлого, является одним из основных методологических принципов современной науки^[29].

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)^[30]. Правильность интерпретации периодической таблицы была подтверждена открытием в 1922 нового элемента гафния Дирком Костером и Георгом Хевеши, работавшими в то время в Копенгагене^[31]. Как и предсказывал Бор, этот элемент оказался близок по своим свойствам к цирконию, а не к редкоземельным элементам, как думали ранее^[32].

В 1922 Бору была присуждена Нобелевская премия по физике «за заслуги в изучении строения атома»^[33]. В своей лекции «О строении атомов»^[34], 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. Например, Бору совместно с его ассистентом Хендриком Крамерсом так и не удалось решить задачу о движении электронов в атоме гелия (простейшей двухэлектронной системе), которой они занимались с 1916. Бор отчётливо понимал ограниченность существующих подходов (так называемой «старой квантовой теории») и необходимость построения теории, основанной на совершенно новых принципах:

…весь подход к проблеме в целом носил ещё в высшей степени полуэмпирический характер, и вскоре стало совершенно ясно, что для исчерпывающего описания физических и химических свойств элементов необходим новый радикальный отход от классической механики, чтобы соединить квантовые постулаты в логически непротиворечивую схему.[31]

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^[35]. 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 памяти Алессандро Вольты в Комо в сентябре 1927^[36]. Исходным пунктом в эволюции взглядов Бора стало принятие им в 1925 дуализма волна — частица. До этого Бор отказывался признавать реальность эйнштейновских квантов света (фотонов), которые было трудно согласовать с принципом соответствия^[37], что вылилось в совместную с Крамерсом и Джоном Слэтером статью, в которой было сделано неожиданное предположении о несохранении энергии и импульса в индивидуальных микроскопических процессах (законы сохранения принимали статистический характер). Однако эти взгляды вскоре были опровергнуты опытами Вальтера Боте и Ганса Гейгера^[38].

Именно корпускулярно-волновой дуализм был положен Бором в основу интерпретации теории. Идея дополнительности, развитая в начале 1927 во время отпуска в Норвегии^[39], отражает логическое соотношение между двумя способами описания или наборами представлений, которые, хотя и исключают друг друга, оба необходимы для исчерпывающего описания положения дел. Сущность принципа неопределённости состоит в том, что не может возникнуть такой физической ситуации, в которой оба дополнительные аспекта явления проявились бы одновременно и одинаково отчётливо^[40]. 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^[41].

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.) вовсе не присущи частице самой по себе. 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.^[48]

Хотя Бор так и не сумел убедить Эйнштейна в своей правоте, эти обсуждения и решения многочисленных парадоксов позволили Бору чрезвычайно улучшить ясность своих мыслей и формулировок, углубить понимание квантовой механики:

Урок, который мы из этого извлекли, решительно продвинул нас по пути никогда не кончающейся борьбы за гармонию между содержанием и формой; урок этот показал нам ещё раз, что никакое содержание нельзя уловить без привлечения соответствующей формы, и что всякая форма, как бы ни была она полезна в прошлом, может оказаться слишком узкой для того, чтобы охватить новые результаты.[49]

Ядерная физика (1930-е годы)

В 1932 Бор с семьёй переехал в так называемый «Дом чести», резиденцию самого уважаемого гражданина Дании, выстроенную основателем пивоваренной компании «Карлсберг». 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. 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^[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., по-моему, это было в конце октября. 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. <…> В то время мы переоценивали масштаб необходимых технических затрат. <…> При таких обстоятельствах мы думали, что разговор с Бором был бы полезен. 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?» Я ответил: «В принципе возможно, но это потребовало бы таких невероятных технических усилий, которые, будем надеяться, не удастся осуществить в ходе настоящей войны». Бор был потрясён моим ответом, предполагая, очевидно, что я намереваюсь сообщить ему о том, что Германия сделала огромный прогресс в производстве атомного оружия. Хотя я и пытался после исправить это ошибочное впечатление, мне все же не удалось завоевать доверие Бора…[60]

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…^[61]

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^[62]. 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.^[63] 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^[62]. Впоследствии он направил в адрес руководителей США ещё два меморандума — от 24 марта 1945 и от 17 мая 1948^[64]. 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^[65].

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^[66].

В 1950 Бор опубликовал открытое письмо ООН, настаивая на мирном сотрудничестве и свободном обмене информацией между государствами как залоге построения «открытого мира»^[67]. В дальнейшем он неоднократно высказывался на эту тему, своим авторитетом подкрепляя призывы к миру и предотвращению угрозы ядерной войны^[68].

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^[69]. Он пытался расширить его применение на другие области человеческой деятельности — биологию, психологию, культуру, много размышляя о роли и значении языка в науке и жизни^[70].

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

Научная школа Бора

Бор создал крупную международную школу физиков и многое сделал для развития сотрудничества между физиками всего мира. С начала 1920-х годов Копенгаген стал «центром притяжения» для наиболее активных физиков: большинство создателей квантовой механики (Гейзенберг, Дирак, Шрёдингер и другие) в то или иное время там работали, их идеи выкристаллизовывались в продолжительных изнурительных беседах с Бором^[71]. Большое значение для распространения идей Бора имели его визиты с лекциями в различные страны. Так, большую роль в истории науки сыграли семь лекций, прочитанных Бором в июне 1922 в Гёттингенском университете (так называемый «Боровский фестиваль»)^[72]. Именно тогда он познакомился с молодыми физиками Вольфгангом Паули и Вернером Гейзенбергом, учениками Зоммерфельда^[73]. Свои впечатления от первой беседы с Бором во время прогулки Гейзенберг выразил следующим образом:

Эта прогулка оказала сильнейшее влияние на моё последующее научное развитие, или, пожалуй, можно сказать лучше, что моё собственно научное развитие только и началось с этой прогулки.[74]

В дальнейшем связь группы Бора с гёттингенской группой, руководимой Максом Борном, не прерывалась и дала множество выдающихся научных результатов. Естественно, весьма сильны были связи Бора с кембриджской группой, которую возглавлял Резерфорд: в Копенгагене в разное время работали Чарлз Дарвин, Поль Дирак, Ральф Фаулер, Дуглас Хартри, Невилл Мотт и другие^[73]. В своём институте Бор принимал также советских учёных, многие из которых работали там подолгу. Он неоднократно приезжал в СССР, последний раз в 1961^[75].

К школе Нильса Бора можно отнести^[76] таких учёных, как Хендрик Крамерс, Оскар Клейн, Лев Ландау, Виктор Вайскопф, Леон Розенфельд, Джон Уилер, Феликс Блох, Оге Бор, Хендрик Казимир, Ёсио Нисина, Кристиан Мёллер, Абрахам Пайс и многих других. Характер научной школы Бора и его взаимоотношений с учениками могут быть прояснены следующим эпизодом. Когда Ландау во время визита Бора в Москву в мае 1961 спросил у своего наставника: «Каким секретом вы обладали, который позволил вам в такой степени концентрировать вокруг себя творческую теоретическую молодёжь?», тот ответил:

Никакого особого секрета не было, разве только то, что мы не боялись показаться глупыми перед молодёжью.^[77]

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^[78].

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.

Публикации

Книги

• Н. Бор. Атомная физика и человеческое познание. — М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1961.
• Н. Бор. Избранные научные труды. — В 2-х томах. — М.: Наука, 1970—71. Рецензии М. А. Ельяшевича на 1-й том и на 2-й том.

Статьи

• N. Bohr. On the Constitution of Atoms and Molecules, Part I // Philosophical Magazine. — 1913. — Т. 26. — С. 1—24.
• Шаблон:Статья:УФН-3-1:О сериальных спектрах элементов  — Перевод доклада, прочитанного 27 апреля 1920 года на заседании Немецкого Физического Общества в Берлине и опубликованного в журнале «Zeitschrift für Physik», Bd. 2, p. 423 (1920).
• Шаблон:Статья:УФН-3-4:О строении атомов — Перевод Нобелевского доклада, сделанного 11 декабря 1922 г. в Стокгольме и опубликованного в журнале «Die Naturwissenschaften», Bd. 11, p. 606 (1923).
• Шаблон:Статья:УФН-7-3:Квантовый постулат и новое развитие атомистики — Перевод статьи, содержащей основные идеи доклада на конгрессе в Комо и опубликованной в журналах «Nature» (Vol. 121, p. 580, 1928) и «Naturwissenschaften» (Bd. 16, p. 245, 1928).
• Шаблон:Статья:УФН-14-4:Захват нейтрона и строение ядра — Перевод статьи в журнале «Nature», февраль 1936, стр. 19.
• Шаблон:Статья:УФН-14-4:Можно ли считать, что квантово-механическое описание физической реальности является полным — Перевод статьи в журнале «Physical Review» (Vol. 48, p. 696, 1935), являющейся ответом на работу А. Эйнштейна, Б. Подольского и Н. Розена с тем же названием. В УФН приводятся обе статьи с комментариями В. А. Фока.
• Шаблон:Статья:УФН-20-3:О превращениях атомных ядер, вызванных столкновениями с материальными частицами
• Шаблон:Статья:УФН-20-3:Ядерный фотоэффект
• Шаблон:Статья:УФН-66-4:Дискуссии с Эйнштейном о проблемах теории познания в атомной физике — Работа сопровождается замечаниями В. А. Фока.
• Шаблон:Статья:УФН-76-1:О единстве человеческих знаний — Речь на Международном конгрессе по фармацевтическим наукам, произнесённая в Копенгагене 29 августа 1960 г.
• Шаблон:Статья:УФН-80-2:Воспоминания об Э. Резерфорде — основоположнике науки о ядре — Лекция памяти Э. Резерфорда, прочитанная 28 ноября 1958 г. в Лондонском физическом обществе и опубликованная в журнале «Proceedings of Physical Society», Vol. 78, p. 1083 (1961).
• Шаблон:Статья:УФН-91-4:Сольвеевские конгрессы и развитие квантовой физики — Перевод послания 12-му Сольвеевскому конгрессу, состоявшемуся в Брюсселе в октябре 1961 г. Работа сопровождается замечаниями С. Г. Суворова.
• Шаблон:Статья:УФН-122-8:О действии атомов при соударениях
• Н. Бор. Письмо Нильса Бора президенту США Рузвельту (1944) // УФН. — 1985. — В. 5. — Т. 146. — С. 5—6.
• Шаблон:Статья:УФН-147-10:Проблема причинности в атомной физике — Перевод доклада на Международном конгрессе физиков в Варшаве в 1938 г.
• Шаблон:Статья:УФН-147-2:Открытое письмо Организации Объединённых Наций — Перевод письма, отправленного на имя Генерального секретаря ООН 12 июня 1950 года и одновременно опубликованного в журнале «Science», Vol. 112, p. 1—6 (1950). Письмо сопровождается замечаниями С. Г. Суворова.

См. также

• Нильсборий
• Борий
• Институт Нильса Бора
• Теория Бора
• Постулаты Бора
• Магнетон Бора
• Боровский радиус
• Теорема Бора — ван Лёвен
• Принцип соответствия
• Принцип дополнительности

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

п·о·р Лауреаты Нобелевской премии по физике в 1901—1925 годах
Вильгельм Рёнтген (1901) • Хендрик Лоренц / Питер Зееман (1902) • Анри Беккерель / Пьер Кюри / Мария Кюри (1903) • барон Рэлей (1904) • Филипп Ленард (1905) • Джозеф Томсон (1906) • Альберт Майкельсон (1907) • Габриэль Липпман (1908) • Гульельмо Маркони / Карл Браун (1909) • Ян Ван-Дер-Ваальс (1910) • Вильгельм Вин (1911) • Нильс Дален (1912) • Хейке Камерлинг-Оннес (1913) • Макс фон Лауэ (1914) • Уильям Г. Брэгг / Уильям Л. Брэгг (1915) • Чарлз Баркла (1917) • Макс Планк (1918) • Йоханнес Штарк (1919) • Шарль Гийом (1920) • Альберт Эйнштейн (1921) • Нильс Бор (1922) • Роберт Милликен (1923) • Манне Сигбан (1924) • Джеймс Франк / Густав Герц (1925)
Полный список | (1901—1925) | (1926—1950) | (1951—1975) | (1976—2000) | (2001—2025)

Эта статья входит в число избранных статей русскоязычного раздела Википедии.

af:Niels Bohr ar:نيلز بور az:Nils Bor be:Нільс Бор be-x-old:Нільс Бор bg:Нилс Бор bn:নিল্‌স বোর br:Niels Bohr bs:Niels Bohr ca:Niels Bohr cs:Niels Bohr cy:Niels Bohr da:Niels Bohrel:Νιλς Μπορeo:Niels Bohret:Niels Bohr eu:Niels Bohr fa:نیلز بور fi:Niels Bohrga:Niels Bohr gan:玻爾 gl:Niels Bohrhi:नील्स बोह्र hr:Niels Bohr ht:Niels Bohr hu:Niels Bohr id:Niels Bohr io:Niels Bohr is:Niels Bohrja:ニールス・ボーア jv:Niels Bohr ka:ნილს ბორი kab:Niels Bohr ko:닐스 보어 ku:Niels Bohr la:Nicolaus Bohr lb:Niels Henrik David Bohr lmo:Niels Bohr lt:Niels Bohr lv:Nīlss Bors mk:Нилс Бор mn:Нильс Бор mr:नील्स बोर ms:Niels Bohr nl:Niels Bohr nn:Niels Bohr no:Niels Bohr oc:Niels Bohr pl:Niels Bohr pms:Niels Bohr pnb:نیلز بوہر pt:Niels Bohr ro:Niels Bohr sa:नील्स बोह्र sco:Niels Bohr sh:Niels Bohrsk:Niels Henrick David Bohr sl:Niels Henrik David Bohr sq:Niels Bohr sr:Нилс Бор sv:Niels Bohr sw:Niels Bohr ta:நீல்சு போர் th:นีลส์ บอร์ tl:Niels Bohr tr:Niels Bohrur:نیلز بوہر vi:Niels Bohr war:Niels Bohr wo:Niels Bohryo:Niels Bohr za:Niels Bohr zh:尼尔斯·玻尔 zh-min-nan:Niels Bohr zh-yue:玻爾Уведомление: Предварительной основой данной статьи была аналогичная статья в http://ru.wikipedia.org, на условиях CC-BY-SA, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, которая в дальнейшем изменялась, исправлялась и редактировалась.