Бор, Нильс

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

Перейти к: навигация, поиск
Тип статьи: Текст унаследован из Википедии
Академический супервайзер: д-р Арье Ольман


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 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

Обзор жизни и творчества

Молодость. (1885—1911)

Файл:Дом, где родился Бор.jpg
Копенгаген. Дом Давида и Дженни Адлеров (дедушка и бабушка по материнской линии) на Вед Странден, 14, где родился Нильс Бор.[1]

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.

Файл:Niels Bohr Albert Einstein3 by Ehrenfest.jpg
Нильс Бор и Альберт Эйнштейн (вероятно, декабрь 1925)

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)

Файл:Niels Bohr Albert Einstein2 by Ehrenfest.jpg
Альберт Эйнштейн и Нильс Бор. Брюссель (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)

Файл:Niels Bohr 1935.jpg
Нильс Бор в личном кабинете (1935)

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:

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…[28]

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

  1. Niels Bohr
  2. А. Пайс. Нильс Бор, человек и его наука // А. Пайс. Гении науки. — М.: ИКИ, 2002. — С. 24.
  3. Д. Данин. Труды и дни Нильса Бора. — М.: Знание, 1985. — С. 8.
  4. Шаблон:Статья:УФН-147-10:Нильс Бор и квантовая физика
  5. Ранние годы Нильса Бора
  6. А. Б. Мигдал. Указ. соч. С. 305—306.
  7. Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок .D0.9F.D0.B0.D0.B9.D1.812 не указан текст
  8. 8,0 8,1 А. Пайс. Указ. соч. С. 26.
  9. Шаблон:Статья:УФН-80-2:Воспоминания об Э. Резерфорде — основоположнике науки о ядре
  10. Р. Мур. Нильс Бор — человек и учёный. — М.: Мир, 1969. — С. 54.
  11. Первая часть доступна по ссылке: On the Constitution of Atoms and Molecules, Part I, Phil. Mag., Vol. 26, p. 1—24 (1913).
  12. Шаблон:Статья:УФН-80-2:Воспоминания об Э. Резерфорде — основоположнике науки о ядре
  13. А. Пайс. Указ. соч. С. 30.
  14. Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок .D0.95.D0.BB.D1.8C9 не указан текст
  15. М. А. Ельяшевич. Указ. соч. С. 293—294.
  16. Ю. А. Храмов. Физики: Биографический справочник. — М.: Наука, 1983. — С. 390.
  17. Н. Бор. О строении атомов. С. 417—448.
  18. См. подборку классических статей в юбилейном выпуске УФН, Т. 122, вып. 8 (1977).
  19. А. Пайс. Указ. соч. С. 32.
  20. М. Джеммер. Указ. соч. С. 174—180, 337—339.
  21. М. Джеммер. Указ. соч. С. 346—348.
  22. См. перевод статьи и ответа Бора.
  23. А. Пайс. Указ. соч. С. 34.
  24. Р. Мур. Указ. соч. С. 223—224.
  25. Р. Мур. Указ. соч. С. 224—225.
  26. Шаблон:Ссылка=http://ufn.ru/ufn85/ufn85 10/Russian/r8510b.pdf
  27. Р. Мур. Указ. соч. С. 220—221.
  28. Р. Юнг. Ярче тысячи солнц. Повествование об учёных-атомниках. — М., 1961. Глава Стратегия предупреждения (1939—1942).
  29. А. Б. Мигдал. Указ. соч. С. 340.
  30. 30,0 30,1 Шаблон:Статья:УФН-80-2:Нильс Бор — великий физик ХХ века
  31. Интервью с Оге и Маргрет Бор
  32. Шаблон:Статья:УФН-147-10:К публикации открытого письма Нильса Бора организации объединённых наций
  33. Шаблон:Статья:УФН-167-1:Нильс Бор и Пётр Леонидович Капица
  34. И. Халатников. Дау, Кентавр и другие
  35. Шаблон:Статья:УФН-147-2:Открытое письмо Организации Объединённых Наций
  36. Д. Данин. Указ. соч. С. 77.
  37. А. Пайс. Указ. соч. С. 35.
  38. М. В. Волькенштейн. Дополнительность, физика и биология // УФН. — 1988. — В. 2. — Т. 154. — С. 279—297.
  39. См. The coins and banknotes of Denmark. Изображение банкноты можно посмотреть по ссылке.

Литература

Книги

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

Личные инструменты
 

Шаблон:Ежевика:Рубрики

Навигация