Надо Знать

добавить знаний



Нильс Бор


Niels Bohr.jpg

План:


Введение

Нильс Бор
дан. Niels Bohr
Niels Bohr.jpg
Родился 7 октября 1885 ( 1885-10-07 )
Копенгаген
Умер 18 ноября 1962 ( 1962-11-18 ) (77 лет)
Копенгаген
Место жительства Дания, США
Гражданство Дания
Область научных интересов теоретическая физика
Заведение Копенгагенский университет
Alma mater Копенгагенский университет
Ученое звание Доктор философии
Ученая степень профессор
Известные ученики Лев Ландау
Хендрик Крамерса
Оскар Клейн
Оге Бор
Джон Арчибальд Уилер
Известен благодаря: строение атома, квантовая механика
Награды
Nobel prize medal.svg
Нобелевская премия по физике 1922
Медаль Копли

Нильс Генрик Давид Бор ( дан. Niels Henrik David Bohr [Nels b̥oɐ̯ ˀ] ; * 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 20 академий наук мира.

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


1. Обзор жизни и творчества

1.1. Молодость. Теорема Бора - ван Левен (1885-1911)

Копенгаген. Дом Давида и Дженни Адлер (дедушка и бабушка по материнской линии) на Вед Странд, 14, где родился Нильс Бор.

Нильс Бор родился в семье профессора физиологии Копенгагенского университета Христиана Бора (1858-1911), который дважды становился кандидатом на Нобелевскую премию по физиологии и медицине [1], и Эллен Адлер (1860-1930), дочери влиятельного и весьма состоятельного еврейского банкира и парламентария-либерала Давида Баруха Адлера (1826-1878, данск.) и Дженни Рафаэл (1830-1902) с британской еврейской банкирской династии Raphael Raphael & sons [2]. Родители Бора поженились в 1881 году.

В школе Нильс проявлял немалую склонность к физики и математики, а также к философии. Этому способствовали регулярные визиты коллег и друзей отца - философа Гаральда Геффдинга, физика Кристиана Кристиансена, лингвиста Вильгельма Томсена [3]. 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. с. "Ваза Рубина" (1915), англ.). [4] Рубин привлек 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 за сборную Дании и выиграл в ее составе "серебро" на Олимпиаде-1908, где датский команда уступила в финале англичанам [2] [5].

В 1903 году Нильс Бор поступил в Копенгагенского университета, где изучал физику, химию, астрономию, математику. Вместе с братом он организовал студенческий философский кружок, в котором его участники по очереди выступали с докладами [6]. В университете Нильс Бор выполнил свои первые работы по исследованию колебаний струи жидкости для 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 опубликован по представлению корифеев тогдашней физики Рамзая и Рэлея [8].

В 1910 году 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 : магнитный момент любой стационарной системы элементарных электрических зарядов, движущихся по законам классической механики в постоянном магнитном поле, равна нулю. В 1919 эта теорема была независимо переоткрыть Йохан ван Левен и носит название теоремы Бора - ван Левен. Из нее непосредственно вытекает, что невозможно объяснить магнитные свойства вещества (в частности, диамагнетизм), оставаясь в рамках классической физики [9]. Это, пожалуй, стало первым столкновением Бора с ограниченностью классического описания, которое подтолкнуло его к вопросам квантовой теории.


1.2. Бор в Англии. Теория Бора (1911-1916)

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

Я был разочарован, Томсона не заинтересовало то, что его вычисления оказались ошибочными. В этом была и моя вина. Я недостаточно хорошо знал английский и поэтому 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 результате в марте 1912 Бор переехал в Манчестер в Эрнеста Резерфорда, с которым незадолго до того познакомился [11]. В 1911 году Резерфорд по итогам своих опытов опубликовал планетарную модель атома. Бор активно включился в работы по этой тематике, чему способствовали многочисленные обсуждения с известным химиком Георгом Гевеши, работавший тогда в Манчестере, и с самим Резерфордом. Первоначальной идеей было то, что свойства элементов определяются целым числом - атомным номером (заряд ядра), который может изменяться в процессах радиоактивного распада. Первым применением резерфордивськои модели атома для Бора стало рассмотрение процессов взаимодействия альфа- и бета-лучей с веществом [12] в последние месяцы своего пребывания в Англии. Летом 1912 года Бор вернулся в Дании.

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 Резерфорд. Общение с Резерфордом существенно повлияло (как в научном, так и в личностном плане) на дальнейшую судьбу Бора, много лет писал:

Характерным для Резерфорда была доброжелательность, которую он проявлял ко всем молодых физиков, с которыми ему приходилось долго или коротко иметь дело. <...> Для меня Резерфорд стал вторым отцом. [14]

По возвращении в Копенгагена Бор преподавал в университете, в то же время интенсивно работая над квантовой теорией строения атома. Первые результаты содержатся в черновике, направленной Резерфорду еще в июле 1912 и которая носит название "Резерфордивського меморандума" [15]. Однако решающих успехов было достигнуто 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, вопрос стал мне немедленно понятным. [16]

В марте 1913 года Бор направил предварительный вариант статьи Резерфорду, а в апреле уехал на несколько дней в Манчестер для обсуждения своей теории. Итогом проведенной работы стали три части революционной статье "О строении атомов и молекул" [17], опубликованные в журнале "Philosophical Magazine" в июле, октябре и декабре 1913 года, содержащие квантовую теорию воднеподибного атома. В теории Бора можно выделить два основных компонента [18] : общие утверждения (постулаты) о поведении атомных систем, сохраняют свое значение и всесторонне проверены, и конкретная модель строения атома, что составляет в наши дни лишь исторический интерес. Постулаты Бора содержат предположение о существовании стационарных состояний и о излучающие переходы между ними согласно представлениям Планка о квантованные энергии вещества. Модельная теория атома Бора исходит из предположения о возможности описания движения электронов в атоме, который находится в стационарном состоянии, на основе классической физики с дополнительными квантовыми условиями (например, квантования углового момента электрона). Теория Бора сразу же позволила обосновать испускания и поглощения в сериях спектра водорода, а также объяснить (с поправкой на приведенную массу электрона) воднеподибни спектры с полуцелым квантовыми числами, которые наблюдались ранее Чарлзом Пикерингом и Альфредом Фаулером как те, что принадлежат ионизированном гелия. Блестящим успехом теории Бора стало теоретическое получения значения постоянной Ридберга [19].

Работа Бора сразу привлекла внимание физиков и простимулировала бурное развитие квантовых представлений. Его современники оценили важный шаг, который сделал датский ученый. Так, в 1936 Резерфорд писал:

Я считаю первоначальную квантовую теорию спектров, внедренную Бором, одной из самых революционных из всех когда-либо созданных в науке, и я не знаю другой теории, которая имела бы больший успех. [20]

Нильс Бор и Альберт Эйнштейн (вероятно, декабрь 1925)

В 1949 Альберт Эйнштейн так вспоминал о своих впечатлениях от знакомства с теорией Бора:

Все мои попытки приспособить теоретические основы физики к этим результатам [т.е. последствий закона Планка для излучения черного тела] потерпели неудачу. Это было так, словно из-под ног ушла земля и нигде не было видно твердой почвы, на котором можно было строить. Мне всегда казалось чудом, что этой неопределенной и полной противоречий основы оказалось достаточным, чтобы позволить Бору - человеку с гениальной интуицией и тонким чутьем - найти главные законы спектральных линий и электронных оболочек атомов, а также их значение для химии. Мне кажется чудом и теперь. Это наивысшая музыкальность в области мысли. [21]

Весной 1914 года Бор был приглашен Резерфордом заменить Чарльза Дарвина, внука знаменитого натуралиста, как лектора с математической физики в Манчестерском университете (Шустеривська школа математической физики) [22]. Он проработал в Манчестере с осени 1914 до лета 1916. В это время Бор пытался распространить свою теорию на многоэлектронных атомов, однако вскоре зашел в тупик. Уже в сентябре 1914 года он писал:

Для систем, состоящих из более чем двух частиц, нет простого соотношения между энергией и количеством переходов, и по этой причине рассуждения, подобные тем, которые я использовал ранее, не могут быть применены для определения "стационарных состояний" системы. Я склонен считать, что в этой проблеме скрытые очень значительные трудности, которые могут быть преодолены лишь путем отказа от обычных представлений большей степени, чем это требовалось до сих пор, и единственной причиной достигнутых успехов является простота рассматриваемых систем. [23]

В 1914 году Бор сумел частично объяснить расщепление спектральных линий в эффектах Штарка и Зеемана, однако ему не удалось получить расщепления более чем на две части. В этом проявилась ограниченность круговых орбит, рассматриваемых в его теории. Помочь стало возможно лишь после того, как в начале 1916 года Арнольд Зоммерфельд сформулировал обобщенные квантовые условия, ввел три квантовых числа для орбиты электрона и объяснил тонкую структуру спектральных линий, учитывая релятивистские поправки. Бор сразу же занялся коренным пересмотром своих результатов в свете этого нового подхода [24].


1.3. Дальнейшее развитие теории. Принцип соответствия (1916-1923)

Летом 1916 года Бор окончательно вернулся на родину и возглавил кафедру теоретической физики в Копенгагенском университете. В апреле 1917 года он обратился к датской власти с просьбой о выделении финансов на строительство нового института для себя и своих сотрудников. 3 марта 1921 года, после преодоления множества организационных и административных трудностей, Копенгагене был наконец открыт Институт теоретической физики [25], что сейчас носит имя своего первого руководителя (институт Нильса Бора).

Несмотря на большую занятость административными делами, Бор продолжал развивать свою теорию, пытаясь обобщить ее на случай более сложных атомов, например, гелия. В 1918 в статье "О квантовую теорию линейчатый спектры" Бор сформулировал количественно так называемый принцип соответствия, связывающей квантовую теорию с классической физикой. Впервые идея соответствия возникла еще в 1913 году, когда Бор использовал мысль о том, что переходы между стационарными орбитами с большими квантовыми числами должны давать излучения с частотой, совпадающей с частотой вращения электрона [26]. Начиная с 1918, принцип соответствия стал в руках Бора мощным средством для получения новых результатов: он позволил, согласно представлениям о коэффициентов Эйнштейна, определить вероятности переходов и, следовательно, интенсивности спектральных линий, получить правила отбора (в частности, для гармонического осциллятора) дать интерпретацию числа и поляризации компонент штаркивського и зееманивського расщеплений [27]. Впоследствии Бор дал четкую формулировку принципа соответствия, согласно которому

... "Существование переходов между стационарными состояниями, сопровождающимися излучением, связано с гармоническими компонентами колебания в движении атома, которые являются определяющими в классической теории для свойств излучения, возникающего вследствие движения частицы. Таким образом, по этому принципу, предполагается, что любой процесс перехода между двумя стационарными состояниями связан с соответствующей гармоничной компонентой колебаний так, что вероятность существования перехода зависит от амплитуды колебания, а поляризация излучения обусловлена ​​детальными свойствами колебания. Это так же, как интенсивность и поляризация излучения в системе волн, излучаемых атомом по классической теории вследствие существования указанных компонент колебания, определяются амплитудой и другими свойствами последних. [28]

Принцип соответствия сыграл огромную роль и при построении последовательной квантовой механики. Именно из него выходил 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 годах в ряде работ Бора впервые удалось на основе своей модели атома, спектроскопических данных и общих соображений о свойствах элементов дать объяснение периодической системы Менделеева, с помощью схемы заполнения электронных орбит ( оболочек, согласно современной терминологии) [30]. Правильность интерпретации периодической таблицы была подтверждена открытием в 1922 нового элемента гафния Дирком Костером и Георгом Гевеши, работавших в то время в Копенгагене [31]. Как и предсказал Бор, этот элемент оказался близким по своим свойствам к циркония, а не к редкоземельных элементов, как думали раньше [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 года, Бор подвел 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, потому что не могла быть использована для количественного объяснения всего многообразия явлений атомного мира. Например, Бора вместе с его ассистентом Хендрик Крамерса так и не удалось решить задачу о движении электронов в атоме гелия (простой двохелектронний системе), которой они занимались с 1916 года. Бор четко понимал ограниченность существующих подходов (так называемой "старой квантовой теории") и необходимость построения теории, основанной на совершенно новых принципах:

... Весь подход к проблеме в целом имел еще очень 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. [35]


1.4. Становление квантовой механики. Принцип дополнительности (1924-1930)

Новой теорией стала квантовая механика, которая была создана в 1925 - 1927 годах в работах Вернера Гейзенберга, Эрвина Шредингера, Макса Борна, Поля Дирака [36]. Вместе с тем, основные идеи квантовой механики, несмотря на ее формальные успехи, в первые годы оставались во многом неясными. Для полного понимания физических основ квантовой механики было необходимо связать ее с опытом, выявить смысл используемых в ней понятий (ибо использование классической терминологии уже не было правомерным), то есть дать интерпретацию ее 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 года [37]. Исходным пунктом в эволюции взглядов Бора стало принятие им в 1925 дуализма волна - частица. К этому Бор отказывался признавать реальность эйнштейновских квантов света ( фотонов), которые было трудно согласовать с принципом соответствия [38], что вылилось в общую с Крамерса и Джоном Слэтер статью, в которой было сделано неожиданное предположение о несохранения энергии и импульса в индивидуальных микроскопических процессах (т.е. ученые утверждали, что законы сохранения имеют статистический характер). Однако эти взгляды вскоре были опровергнуты опытами Вальтера Боте и Ганса Гейгера [39].

Именно корпускулярно-волновой дуализм был положен Бором в основу интерпретации теории. Идея дополнительности, развита в начале 1927 года во время отпуска в Норвегии [40], воспроизводит логическое соотношение между двумя способами описания или наборами представлений, которые, хотя и исключают друг друга, оба необходимы для исчерпывающего описания. Сущность принципа неопределенности заключается в том, что не может возникнуть такой физической ситуации, в которой оба дополнительные аспекты явления проявились бы одновременно и одинаково четко [41]. Иными словами, в микромире нет состояний, в которых объект имел бы одновременно точные динамические характеристики, принадлежащие двум определенным классам, взаимно исключают друг друга, что находит выражение в соотношении неопределенностей Гейзенберга. Следует отметить, что на формирование идей Бора, как он сам признавал, повлияли философско-психологические исследования Серена Кьеркегора, Гаральда Геффдинга и Уильяма Джемса [42].

Принцип дополнительности лег в основу так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики [43] и анализа процесса измерения [44] характеристик микрообъектов. Согласно этой интерпретации, заимствованные из классической физики динамические характеристики микрочастицы (ее координата, импульс, энергия и т.д.) совершенно не свойственные частице самой по себе. Смысл и определенное значение той или иной характеристики электрона, например, его импульса, раскрываются во взаимосвязи с классическими объектами, для которых эти величины имеют определенный смысл и все одновременно могут иметь определенное значение (такой классический объект условно называется измерительным прибором ). Роль принципа дополнительности оказалась настолько существенной, что Паули даже предлагал назвать квантовую механику ?теорией дополнительности? по аналогии с теорией относительности [45]. Принцип доповнювальности Бора в квантовой механике определяет, что именно измерения импульсно-энергетических и пространственно-временных характеристик является взаимодополняющими в описании квантового объекта.

Через месяц после конгресса в Комо, на пятом Сольвеевском конгрессе в Брюсселе, начались знаменитые дискуссии Бора и Эйнштейна об интерпретации квантовой механики [46]. Спор продолжился в 1930 году на шестом конгрессе, а затем возобновилась с новой силой в 1935 после появления известной работы [47] Эйнштейна, Подольского и Розена о полноте квантовой механики. Дискуссии не прекращались до самой смерти Эйнштейна [48], время принимая ожесточенный характер. Впрочем, участники никогда не прекращали относиться друг к другу с огромным уважением, что нашло отражение в словах Эйнштейна, написанных в 1949 :

Я вижу, что я был ... довольно резкий, но ... ссорятся по-настоящему только братья или близкие друзья. [49]

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 с этого получили, решительно продвинул нас по пути борьбы, никогда не заканчивается, за гармонию между содержанием и формой; урок этот показал нам еще раз, что никакой содержание нельзя уловить без привлечения соответствующей формы, и любая форма, как бы ни была она полезна в прошлом, может оказаться слишком узкой для того, чтобы охватить новые результаты. [50]


1.5. Ядерная физика (1930-е годы)

Нильс Бор в личном кабинете ( 1935)

В 1932 году Бор с семьей 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 разных стран) [51].

В 1934 году Бор пережил тяжелую личную трагедию. Во время плавания на яхте в проливе Каттегат штормовой волной был смыт за борт его старшего сына - 19-летнего Кристиана; найти его так и не удалось [52]. 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 увлекся ядерной тематике, переориентировав на нее свой ​​институт: благодаря своей популярности и своему влиянию он сумел добиться выделения финансирования на строительство у себя в Институте новых установок - циклотрона, ускорителя по модели Кокрофта - Уолтона, ускорителя Ван де Граафа [53]. Сам он внес в это время значительный вклад в теорию строения ядра и ядерных реакций.

В 1936 году Бор, исходя из существования только выявленных нейтронных резонансов, сформулировал фундаментальное для ядерной физики представление о характере течения ядерных реакций : он предположил существование так называемого составного ядра ("компаунд-ядра"), т.е. возбужденного состояния ядра с временем жизни, равную примерно времени движения нейтрона сквозь него. Тогда механизм реакций, не ограничиваясь только нейтронными реакциями, включает два этапа: 1) образование составного ядра, 2) его распад. При этом две эти стадии происходят независимо друг от друга, что обусловлено равновесным перераспределением энергии между степенями свободы компаунд-ядра. Это дало возможность применить статистический подход к описанию поведения ядер, что позволило вычисления сечения ряда реакций, а также интерпретировать распад составного ядра в терминах испарения частиц [54], создав по предложению Якова Френкеля капельную модель ядра.

Однако такая простая картина имеет место лишь при больших расстояниях между резонансами (уровнями ядра), т.е. при малых энергиях возбуждения. Как было показано в 1939 году в совместной работе Бора с Рудольфом Пайерлса и Георгом Плачеком, при перекрытии резонансов компаунд-ядра равновесие в системе не успевает установиться и две стадии реакции перестают быть независимыми, т.е. характер распада промежуточного ядра определяется процессом его формирования. Развитие теории в этом направлении привело к созданию в 1953 году Виктором Вайскопф, Германом Фешбаха и К. Портером так называемой "оптической модели ядра", описывающей ядерные реакции в широком диапазоне энергий [55].

Одновременно с представлением о составное ядро ​​Бор (совместно с Ф. Калькаром) предложил рассматривать коллективные движения частиц в ядрах, противопоставив их картине независимых нуклонов. Такие колебательные моды ридкокрапельного типа отражаются в спектроскопических данных (в частности, в мультипольных структуре ядерного излучения). Идеи о поляризованости и деформации ядер были положены в основу обобщенной (коллективной) модели ядра, развитой в начале 1950-х годов Оге Бором, Беном Моттельсоном и Джеймсом Рейнуотером [56].

Большой вклад Бора в объяснения механизма деления ядер, при котором происходит освобождение огромного количества энергии. Разделение было экспериментально обнаружено в конце 1938 года Отто Ганом и Фрицем Штрассманом и правильно истолковано Лизой Мейтнер и Отто Фришем во время рождественских каникул. Бор узнал об их идеи от Фриша, работавший тогда в Копенгагене, перед самым отъездом в США в январе 1939 года [57]. В Принстоне совместно с Джоном Уилер он развил количественную теорию деления ядер, основываясь на модели составного ядра и представлениях о критических деформации ядра, что ведет к его дрожание и распада. Для некоторых ядер эта критическая величина может равняться нулю, что выражается в распаде ядра при сколь угодно малых деформациях [58]. Теория позволила получить зависимость сечения деления от энергии совпадает с экспериментальным. Кроме того, Бора удалось показать, что деление ядер урана-235 вызывается "Медленными" (низкоэнергетичными) нейтронами, а урана-238 - быстрыми [59].


1.6. Война. Борьба против атомной угрозы (1940-1950)

После прихода к власти в Германии нацистов Бор принял активное участие в решении судьбы многих ученых-эмигрантов, которые переехали в Копенгаген. В 1933 году усилиями Нильса Бора, его брата Харальда, директора Института вакцин Торвальда Мадсена и адвоката Альберта Йоргенсена был учрежден специальный Комитет помощи ученым-беженцам [60].

После оккупации Дании в апреле 1940 года возникла реальная опасность ареста Бора в связи с его напивеврейським происхождению. Тем не менее, он решил оставаться в Копенгагене, пока это будет возможно, чтобы гарантировать защиту института и своим сотрудникам от посягательств оккупационной власти. 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 ученый писал так:

Копенгаген я посетил осенью 1941 г., по-моему, это было в конце октября. До сих пор мы в "урановом обществе" в результате экспериментов с ураном и тяжелой водой пришли к выводу, что возможно построить реактор с использованием урана и тяжелой воды для получения энергии. <...> В то время мы переоценивали масштаб необходимых технических затрат. <...> При таких обстоятельствах мы думали, что разговор с Бором была бы полезной. Такой разговор состоялся во время вечерней прогулки в районе Ни-Карлсберга. Зная, что Бор находится под наблюдением немецкой политической власти и его отзывы обо мне будут, вероятно, переданы в Германии, 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 серьезным последствиям в технике ведения войны. Бор сразу же понял значение этого вопроса, поскольку мне удалось уловить его реакцию легкого испуга. Он ответил вопросом: "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 этой войны". Бор был потрясен моим ответом, предполагая, очевидно, что я намерен сообщить ему о том, что Германия сделала огромный прогресс в производстве атомного оружия. Хотя я и пытался после этого исправить это ошибочное впечатление, мне все же не удалось завоевать доверие Бора ... [61]

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 году в разговоре с Аркадием Мигдаль он заявил:

Я понял его отлично. Он предлагал мне сотрудничать с нацистами ... [62]

Начиная с осени 1943 оставаться в Дании стало невозможно, поэтому Бор вместе с сыном Оге был переправлен силами Сопротивления сначала на лодке к Швеции, а оттуда на бомбардировщике в Англии, при этом они едва не погибли [63]. Тетя Бора (старшая сестра его матери) - известный датский педагог Ханна Адлер (1859-1947) - была депортирована в концлагерь несмотря на 84-летний возраст и правительственный защиту. [64] В Великобритании и США, куда он вскоре переехал, ученый присоединился к работе над созданием атомной бомбы и участвовал в нем вплоть до июня 1945. В США они с сыном носили имена Николас и Джим Бейкер.

Вместе с тем, уже начиная с 1944, Бор осознавал всю опасность атомной угрозы. В своем меморандуме на имя президента Рузвельта ( 3 июля 1944) он призвал к полному запрету использования ядерного оружия, к обеспечению строгого международного контроля за этим и, в то же время, к уничтожению всякой монополии на мирное применение атомной энергии [63]. Впоследствии он направил в адрес руководителей США еще два меморандума - от 24 марта 1945 и от 17 мая 1948 [65]. Бор пытался донести свои мысли до Черчилля и Рузвельта и при личных встречах с ними, однако безуспешно. Более того, эта деятельность, а также приглашение приехать на время войны в Советский Союз, полученное от Петра Капицы в начале 1944 года, привели к подозрениям в шпионаже в пользу СССР [66].

В ноябре 1945 г. Бора по заданию советской разведки и по рекомендации П. Капицы посетил советский физик Я. П. Терлецкий, который поставил ему ряд вопросов о американский атомный проект (о атомные реакторы). Бор рассказал лишь то, что до этого момента было опубликовано в открытых источниках, и сообщил о визите Терлецкого контрразведывательным службам [67].

В 1950 Бор опубликовал открытое письмо ООН, настаивая на мирном сотрудничестве и свободный обмен информацией между государствами как пигрунтя построения "открытого мира" [68]. В дальнейшем он неоднократно высказывался на эту тему, своим авторитетом подкрепляя призывы к миру и предотвращения угрозы ядерной войны [69].


1.7. Последние годы

В последние годы Бор занимался, в основном, общественной деятельностью, выступал с лекциями в разных 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 ценным вкладом в науку [70]. Он пытался расширить его применение на другие отрасли человеческой деятельности - биологию, психологию, культуру, рассуждая о роли и значении языка в науке и жизни [71].

Умер Нильс Бор 18 ноября 1962 года от сердечного приступа. Урна с его прахом находится в семейной могиле в Копенгагене.


2. Научная школа Бора

Нильс Бор и его ученик Лев Ландау на празднике "День Архимеда" на физфаци МГУ ( 1961)

Бор создал большую 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, Шредингер и другие) в то или иное время там работали, их идеи выкристаллизовывались в длительных изнурительных беседах с Бором [72]. Большое значение для распространения идей Бора имели его визиты с лекциями в разных странах. Так, большую роль в истории науки сыграли Семь лекций, прочитанных Бором в июне 1922 года в Геттингенском университете (так называемый "Боровский фестиваль") [73]. Именно тогда он познакомился с молодыми физиками Вольфгангом Паули и Вернером Гейзенбергом, учениками Зоммерфельда [74]. Свои впечатления от первой беседы с Бором во время прогулки Гейзенберг выразил следующим образом:

Эта прогулка имела мощное влияние на мой следующий научное развитие, впрочем, можно сказать лучше, - собственно мой научное развитие и начался с этой прогулки. [75]

В дальнейшем связь группы Бора с геттингенскою группой, которой руководил Макс Борн, не прерывалась, и дал множество выдающихся научных результатов. Естественно, очень сильны были связи Бора с кембриджской группы, которую возглавлял Резерфорд: в Копенгагене в разное время работали Чарлз Дарвин, Поль Дирак, Ральф Фаулер, Дуглас Хартри, Невилл Мотт и другие [74]. В свой институт Бор принимал также советских ученых, многие из которых работали там подолгу. Он неоднократно приезжал в СССР, последний раз в 1961 году [76].

В школу Нильса Бора можно отнести [77] таких ученых, как Хендрик Крамерса, Оскар Клейн, Лев Ландау, Виктор Вайскопф, Леон Розенфельд, Джон Уилер, Феликс Блох, Оге Бор, Хендрик Казимир, Есио Нисина, Кристиан Меллер, Абрахам Пайс и многих других. Характер научной школы Бора и его взаимоотношений с учениками могут быть выяснены следующим эпизодом. Когда Ландау во время визита Бора в Москву в мае 1961 спросил у своего наставника: "Каким секретом вы владели, который позволил вам в такой степени концентрировать вокруг себя творческую теоретическую молодежь?", Он сказал:

Никакого особого секрета не было, разве только то, что мы не боялись показаться глупыми перед молодежью. [78]


3. Память

  • С 1965 года Копенгагенский институт теоретической физики носит название "институт Нильса Бора". Стоит отметить, что после смерти его основателя и бессменного руководителя Институт возглавлял Оге Бор (до 1970).
  • В 1963 и 1985 годах в Дании были выпущены марки с изображением Нильса Бора.
  • 105-й элемент таблицы Менделеева ( Дубна), открытый в 1970, в 1997 года 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 номиналом 500 крон с изображением Нильса Бора [79].
  • В 1998 году в свет выходит пьеса "Копенгаген" английского драматурга Майкла Фрейн, посвященная исторической встрече Бора и Гейзенберга.

4. Награды


5. Публикации

5.1. 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. Рецензииии М. А. Ельяшевича на 1-й том и на 2-й том.

5.2. Статьи


См.. также

6. Примечания

  1. А. Пайс. Нильс Бор, человек и его наука / / А. Пайс. Гении науки - www.edu.delfa.net / Interest / biblio / Pajs_Genii nauki.djvu. - М.: ИКИ, 2002. - С. 24.
  2. а б Д. Данин. Труды и дни Нильса Бора. - www.edu.delfa.net / Interest / biblio / Danin_Trudy_Bora.djvu - М.: Знание, 1985. - С. 8.
  3. А. Б. Мигдал. Нильс Бор и Квантовая физика - ufn.ru/ru/articles/1985/10/d / / / УФН. - 1985. - Т. 147. - № 10.
  4. Ранние годы Нильса Бора - www.rocfern.com / jennlake / FathersofTheBombPartI.html
  5. Д. Данин. Труды и дни Нильса Бора. - www.edu.delfa.net / Interest / biblio / Danin_Trudy_Bora.djvu - М.: Знание, 1985. - С. 8.
  6. А. Б. Мигдал. Указ. соч. С. 305-306.
  7. а б А. Пайс. Указ. соч. С. 25.
  8. Е. Л. Фейнберг Жизнь и деятельность Нильса Бора - ufn.ru/ru/articles/1963/6/b / / / УФН. - 1963. - Т. 80. - № 2. - С. 197-205.
  9. Теорема Бора - ван Лёвен - www.femto.com.ua/articles/part_1/0372.html / / Физическая энциклопедия. - М.: БСЭ, 1988. - Т. 1, С. 225.
  10. а б в А. Пайс. Указ. соч. С. 26.
  11. Н. Бор. Воспоминания об Э.. Резерфорд - основоположник науки о ядре. Дальнейшее развитие его работ - ufn.ru/ru/articles/1963/6/b / / Пер. В. А. Угарова = The Rutherford Memorial Lecture 1958. Reminiscences of the Founder of Nuclear Science and of some Developments Based on his Work / / УФН. - 1963. - Т. 80. - № 2. - С. 215-250.
  12. Н. Бор. Воспоминания об Э.. Резерфорд - основоположник науки о ядре. Дальнейшее развитие его работ - ufn.ru/ru/articles/1963/6/b / / Пер. В. А. Угарова = The Rutherford Memorial Lecture 1958. Reminiscences of the Founder of Nuclear Science and of some Developments Based on his Work / / УФН. - 1963. - Т. 80. - № 2. - С. 217-219.
  13. Р. Мур. Нильс Бор - человек и ученый. - www.edu.delfa.net / Interest / biblio / Mur_Nils Bor.djvu - М.: Мир, 1969. - С. 54.
  14. Н. Бор. Воспоминания об Э.. Резерфорд - основоположник науки о ядре. Дальнейшее развитие его работ - ufn.ru/ru/articles/1963/6/b / / Пер. В. А. Угарова = The Rutherford Memorial Lecture 1958. Reminiscences of the Founder of Nuclear Science and of some Developments Based on his Work / / УФН. - 1963. - Т. 80. - № 2. - С. 248-249.
  15. М. А. Ельяшевич. Развитие Нильс Бором квантовой теории атома и принципа соответствия (Работы Н. Бора 1912-1923 гг. по атомной физике и их значение) - ufn.ru/ufn85/ufn85_10/Russian/r8510c.pdf / / УФН. - 1985. - В. 10. - Т. 147. - С. 263.
  16. М. А. Ельяшевич. Указ. соч. С. 270.
  17. Первая часть доступна по ссылке: On the Constitution of Atoms and Molecules, Part I - web.ihep.su/dbserv/compas/src/bohr13/eng.pdf, Phil. Mag., Vol. 26, p. 1-24 (1913).
  18. М. А. Ельяшевич. Указ. соч. С. 254-255, 273.
  19. М. А. Ельяшевич. Указ. соч. С. 275-278.
  20. М. А. Ельяшевич. Указ. соч. С. 297. См.. также: Э.. Резерфорд. Избр. науч. тр. - М.: Наука, 1972. - С. 490.
  21. М. А. Ельяшевич. Указ. соч. С. 297. См.. также: А. Эйнштейн. Собр. науч. тр. - М.: Наука, 1967. - Т. 4, С. 275.
  22. Н. Бор. Воспоминания об Э.. Резерфорд - основоположник науки о ядре. Дальнейшее развитие его работ - ufn.ru/ru/articles/1963/6/b / / Пер. В. А. Угарова = The Rutherford Memorial Lecture 1958. Reminiscences of the Founder of Nuclear Science and of some Developments Based on his Work / / УФН. - 1963. - Т. 80. - № 2. - С. 229.
  23. М. А. Ельяшевич. Указ. соч. С. 281.
  24. М. А. Ельяшевич. Указ. соч. С. 283, 286.
  25. А. Пайс. Указ. соч. С. 30.
  26. М. А. Ельяшевич. Указ. соч. С. 276.
  27. М. А. Ельяшевич. Указ. соч. С. 288-289.
  28. Н. Бор. О строении атомов - ufn.ru/ufn23/ufn23_4/Russian/r234f.pdf / / УФН. - 1923. - В. 4. - С. 436.
  29. а б М. А. Ельяшевич. Указ. соч. С. 298.
  30. М. А. Ельяшевич. Указ. соч. С. 293-294.
  31. Н. Бор. Воспоминания об Э.. Резерфорд ... С. 233.
  32. А. Б. Мигдал. Указ. соч. С. 323.
  33. Ю. А. Храмов. Физики: биографический справочник. - М.: Наука, 1983. - С. 390.
  34. Н. Бор. О строении атомов. С. 417-448.
  35. Н. Бор. Воспоминания об Э.. Резерфорд ... С. 229.
  36. См.. подборку классических статей в юбилейном выпуске УФН, Т. 122, вып. 8 (1977) - ufn.ru/ru/articles/1977/8 /.
  37. А. Пайс. Указ. соч. С. 32.
  38. Н. Бор. Воспоминания об Э.. Резерфорд ... С. 236.
  39. М. Джеммер. Эволюция понятий квантовой механики. - М.: Мир, 1985. - С. 184-188.
  40. М. Джеммер. Указ. соч. С. 336.
  41. М. Джеммер. Указ. соч. С. 337.
  42. М. Джеммер. Указ. соч. С. 174-180, 337-339.
  43. М. Джеммер. Указ. соч. С. 348.
  44. М. Джеммер. Указ. соч. С. 357.
  45. М. Джеммер. Указ. соч. С. 343.
  46. М. Джеммер. Указ. соч. С. 346-348.
  47. См.. перевод статьи и ответы Бора - ufn.ru/ufn36/ufn36_4/Russian/r364_b.pdf.
  48. А. Пайс. Указ. соч. С. 34.
  49. Е. Л. Фейнберг. Указ. соч. С. 204.
  50. Н. Бор. Дискуссии с Эйнштейном о проблемах теории познания в атомной физике - ufn.ru/ufn58/ufn58_12/Russian/r5812b.pdf / / УФН. - 1958. - В. 12. - Т. 66. - С. 597.
  51. Р. Мур. Указ. соч. С. 223-224.
  52. Р. Мур. Указ. соч. С. 224-225.
  53. А. Пайс. Указ. соч. С. 37.
  54. С. Т. Беляев, В. Г. Зелевинский. Нильс Бор и физика атомного ядра - ufn.ru/ufn85/ufn85_10/Russian/r8510b.pdf / / УФН. - 1985. - В. 10. - Т. 147. - С. 212-215.
  55. С. Т. Беляев, В. Г. Зелевинский. Указ. соч. С. 215-216.
  56. С. Т. Беляев, В. Г. Зелевинский. Указ. соч. С. 223-225.
  57. О. Ф., Дж. Уилер. Открытие деления ядер - ufn.ru/ru/articles/1968/12/d / / / УФН. - 1968. - В. 12. - Т. 96. - С. 706.
  58. С. Т. Беляев, В. Г. Зелевинский. Указ. соч. С. 235-237.
  59. О. Ф., Дж. Уилер. Указ. соч. С. 714-715.
  60. Р. Мур. Указ. соч. С. 220-221.
  61. Г. Юнг. Ярче тысячи солнц. Повествование об ученых-атомщиков. - М., 1961. Глава Стратегия предупреждения (1939-1942). - hirosima.scepsis.ru/library/lib_47.html
  62. А. Б. Мигдал. Указ. соч. С. 340.
  63. а б И. Тамм Нильс Бор - великий физик ХХ века - ufn.ru/ru/articles/1963/6/a / / / УФН. - 1963. - Т. 80. - № 1. - С. 191-195.
  64. Интервью с Оге и Маргрет Бор - www.aip.org/history/ohilist/4514_1.html
  65. С. Г. Суворов К публикации открытом письма Нильса Бора организации объединенных наций - ufn.ru/ru/articles/1985/10/f / / / УФН. - 1985. - Т. 147. - № 10. - С. 367-369.
  66. П. Е. Рубинин Нильс Бор и Петр Леонидович Капица - ufn.ru/ru/articles/1997/1/f / / / УФН. - 1997. - Т. 167. - № 1. - С. 101-106.
  67. И. Халатников. Дау, Кентавр и другие - berkovich-zametki.com/2008/Zametki/Nomer6/Halatnikov1.php
  68. Н. Бор Открытое письмо Организации Объединенных Наций - www.ufn.ru/ufn62/ufn62_5/Russian/r625b.pdf / / УФН. - 1985. - Т. 147. - № 2. - С. 357-366.
  69. Д. Данин. Указ. соч. С. 77.
  70. А. Пайс. Указ. соч. С. 35.
  71. М.В. Волькенштейн. дополнительности, физика и биология - ufn.ru/ufn88/ufn88_2/Russian/r882e.pdf / / УФН. - 1988. - В. 2. - Т. 154. - С. 279-297.
  72. Д. Данин. Указ. соч. С. 49-53.
  73. М. А. Ельяшевич. Указ. соч. С. 292.
  74. а б Н. Бор. Воспоминания об Э.. Резерфорд ... С. 234.
  75. М. А. Ельяшевич. Указ. соч. С. 295.
  76. В. А. Белоконь. Нильс Бор в гостях у советских ученых - ufn.ru/ufn62/ufn62_1/Russian/r621j.pdf / / УФН. - 1962. - В. 1. - Т. 76.
  77. Н. Бор - www.edu.delfa.net / Interest / biography / B / Bor.htm / / Ю. А. Храмов. Физики: биографический справочник. - М.: Наука, 1983. - С. 40.
  78. И. Тамм. Указ. соч. С. 192.
  79. См.. The coins and banknotes of Denmark. - www.nationalbanken.dk/C1256BE900406EF3/sysOakFil/Danmarks_penge_2005_ENG/ $ File / Coins_Banknotes.pdf Изображение банкноты можно посмотреть по ссылке - www-personal.umich.edu / ~ jbourj/money1.htm.

Литература

8.1. Книги

  • Нильс Бор и развитие физики: Сборник статей. - М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1958.
  • Нильс Бор: Жизнь и творчество: Сборник статей / Составитель В. И. Франкфурт; Отв. ред. Б. Г. Кузнецов. - М.: Наука, 1967. - 344, [2] с. - 31 000 экз. (В пер., Суперобл.)
  • Мур Р. Нильс Бор - человек и ученый - www.edu.delfa.net / Interest / biblio / Mur_Nils Bor.djvu. - М.: Мир, 1969. Рецензия - ufn.ru/ufn70/ufn70_12/Russian/r7012o.pdf В. Я. Френкеля в журнале УФН.
  • Кляус Е. М., Франкфурт В. И., Фрэнк А. М. Нильс Бор (1885-1962). - М.: Наука, 1977. - 384 с. - (Научно-биографическая серия). - 67 000 экз. (Обл.)
  • Данин Д. С. Нильс Бор - lib.ru / MEMUARY / ZHZL / nils_bor.txt. - М.: Молодая гвардия, 1978. - 556 с. - (Жизнь замечательных людей, вып.11 (581)).
  • Данин Д. Труды и дни Нильса Бора - www.edu.delfa.net / Interest / biblio / Danin_Trudy_Bora.djvu. - М.: Знание, 1985. - (Новое в жизни, науке, технике).

8.1.2. Статьи


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам