Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Бор, Нільс


Niels Bohr.jpg

План:


Введення

Нільс Хенрік Давид Бор ( дат. Niels Henrik David Bohr [Nels b̥oɐ̯ ˀ] ; 7 жовтня 1885, Копенгаген - 18 листопада 1962, Копенгаген) - датський фізик-теоретик і громадський діяч, один із творців сучасної фізики. Лауреат Нобелівської премії з фізики ( 1922). Член Датського королівського товариства ( 1917) і його президент з 1939. Був членом більш ніж 20 академій наук світу, в тому числі іноземним почесним членом АН СРСР ( 1929; членом-кореспондентом - з 1924).

Бор відомий як творець першої квантової теорії атома і активний учасник розробки основ квантової механіки. Також він вніс значний вклад у розвиток теорії атомного ядра і ядерних реакцій, процесів взаємодії елементарних частинок з середовищем.


1. Огляд життя і творчості

1.1. Молодість. Теорема Бора - ван Льовен (1885-1911)

Копенгаген. Давидів дім та Дженні Адлер (дідусь і бабуся по материнській лінії) на Вед Странд, 14, де народився Нільс Бор.

Нільс Бор народився в сім'ї професора фізіології Копенгагенського університету Христіана Бора (1858-1911), двічі ставав кандидатом на Нобелівську премію з фізіології і медицини [1], і Еллен Адлер (1860-1930), дочки впливового і вельми заможного єврейського банкіра і парламентарія-ліберала Давида Баруха Адлера (1826-1878, данський.) і Дженні Рафаел (1830-1902) з британської єврейської банкірської династії Raphael Raphael & sons [2]. Батьки Бора одружилися в 1881.

У школі Нільс виявляв явну схильність до фізиці та математики, а також до філософії. Цьому сприяли регулярні візити колег і друзів батька - філософа Харальда Геффдінга, фізика Крістіана Крістіансена, лінгвіста Вільгельма Томсена [3]. Близьким другом і однокласником Бора в цей період був його троюрідний брат (по материнській лінії), відомий у майбутньому гештальт-психолог Едгар Рубін (Edgar John Rubin, 1886-1951; серед запропонованих ним оптичних ілюзій т. н. "Ваза Рубіна" (1915), англ.). [4] Рубін привернув Бора до вивчення філософії.

Іншим захопленням Бора був футбол. Нільс і його брат Харальд (згодом став відомим математиком) виступали за аматорський клуб " Академіск "(перший - на позиції воротаря, а другий - півзахисника). Надалі Харальд успішно грав у збірної Данії і виграв в її складі "срібло" на Олімпіаді-1908, де данська команда поступилася у фіналі англійцям [2].

У 1903 році Нільс Бор вступив до Копенгагенський університет, де вивчав фізику, хімію, астрономію, математику. Разом з братом він організував студентський філософський гурток, на якому його учасники по черзі виступали з доповідями [5]. В університеті Нільс Бор виконав свої перші роботи по дослідженню коливань струменя рідини для більш точного визначення величини поверхневого натягу води. Теоретичне дослідження в 1906 році було відзначено золотою медаллю Датського королівського товариства. У наступні роки ( 1907 - 1909) воно було доповнене експериментальними результатами, отриманими Бором у фізіологічній лабораторії батька [6], і опубліковано за поданням корифеїв тодішньої фізики Рамзая і Релея [7].

В 1910 Бор отримав ступінь магістра, а в травні 1911 захистив докторську дисертацію з класичної електронної теорії металів [6]. У своїй дисертаційній роботі Бор, розвиваючи ідеї Лоренца, довів важливу теорему класичної статистичної механіки, згідно з якою магнітний момент будь-якої сукупності елементарних електричних зарядів, що рухаються за законами класичної механіки в постійному магнітному полі, в стаціонарному стані дорівнює нулю. В 1919 ця теорема була незалежно Перевідкриття Йохан ван Льовен і носить назву теореми Бора - ван Льовен. З неї безпосередньо випливає неможливість пояснення магнітних властивостей речовини (зокрема, діамагнетизму), залишаючись в рамках класичної фізики [8]. Це, мабуть, стало першим зіткненням Бора з обмеженістю класичного опису, підводячи його до питань квантової теорії.


1.2. Бор в Англії. Теорія Бора (1911-1916)

В 1911 Бор отримав стипендію в розмірі 2500 крон від фонду Карлсберга для стажування за кордоном [9]. У вересні 1911 він прибув до Кембридж, щоб працювати в Кавендішської лабораторії під керівництвом знаменитого Дж. Дж. Томсона. Проте співпраця не склалося: Томсона не зацікавив молодий датчанин, з ходу вказав на помилку в одній з його робіт і до того ж погано висловлюватися на англійською. Згодом Бор так згадував про це:

Я був розчарований, Томсона не зацікавило те, що його обчислення виявилися невірними. У цьому була і моя вина. Я недостатньо добре знав англійську і тому не міг порозумітися ... Томсон був генієм, який, насправді, вказав шлях всім ... В цілому, працювати в Кембриджі було дуже цікаво, але це було абсолютно марним заняттям. [9]

У результаті в березні 1912 Бор переїхав до Манчестер до Ернесту Резерфорду, з яким незадовго до того познайомився [10]. В 1911 Резерфорд за підсумками своїх дослідів опублікував планетарну модель атома. Бор активно включився в роботу з цієї тематики, чому сприяли численні обговорення з працював тоді в Манчестері відомим хіміком Георгом Хевеши і з самим Резерфордом. Вихідною ідеєю було те, що властивості елементів визначаються цілим числом - атомним номером, в ролі якого виступає заряд ядра, який може змінюватися в процесах радіоактивного розпаду. Першим застосуванням резерфордовской моделі атома для Бора став розгляд в останні місяці свого перебування в Англії процесів взаємодії альфа- і бета-променів з речовиною [11]. Влітку 1912 Бор повернувся в Данію.

1 серпня 1912 [9] в Копенгагені відбулося весілля Бора і Маргарет Норлунд, сестри близького друга Харальда - Нільса Еріка Норлунда, з якою він познайомився в 1909 [12]. Під час весільної подорожі в Англію та Шотландію Бор з дружиною відвідали Резерфорда в Манчестері. Бор передав йому свою підготовлену до друку статтю "Теорія гальмування заряджених частинок при їх проходженні через речовину" (вона була опублікована на початку 1913). Разом з тим було покладено початок тісній дружбі сімей Борів і Резерфорда. Спілкування з Резерфордом залишило незгладимий відбиток (як в науковому, так і в особистісному плані) на подальшій долі Бора, який через багато років писав:

Дуже характерним для Резерфорда був доброзичливий інтерес, який він виявляв до всіх молодих фізикам, з якими йому доводилося довго або коротко мати справу. <...> Для мене Резерфорд став другим батьком. [13]

Після повернення в Копенгаген Бор викладав в університеті, в той же час інтенсивно працюючи над квантовою теорією будови атома. Перші результати містяться в чернетці, надісланому Резерфорду ще в липні 1912 і носить назву "резерфордовского меморандуму" [14]. Однак вирішальні успіхи були досягнуті в кінці 1912 - початку 1913. Ключовим моментом стало знайомство в лютому 1913 з закономірностями розташування спектральних ліній і загальним комбінаційним принципом для частот випромінювання атомів. Згодом сам Бор говорив:

Як тільки я побачив формулу Бальмера, все питання став мені негайно ясний. [15]

У березні 1913 Бор послав попередній варіант статті Резерфорду, а в квітні з'їздив на кілька днів в Манчестер для обговорення своєї теорії. Підсумком проведеної роботи стали три частини революційної статті "Про будову атомів і молекул" [16], опубліковані в журналі "Philosophical Magazine" в липні, жовтні та грудні 1913 і містять квантову теорію водородоподобного атома. В теорії Бора можна виділити два основних компоненти [17] : загальні твердження (постулати) про поведінку атомних систем, зберігають своє значення і всебічно перевірені, і конкретна модель будови атома, що представляє в наші дні лише історичний інтерес. Постулати Бора містять припущення про існування стаціонарних станів і про випромінювальних переходах між ними у відповідності з уявленнями Планка про квантуванні енергії речовини. Модельна теорія атома Бора виходить з припущення про можливість опису руху електронів в атомі, що знаходиться в стаціонарному стані, на основі класичної фізики, на яке накладаються додаткові квантові умови (наприклад, квантування кутового моменту електрона). Теорія Бора відразу ж дозволила обгрунтувати випускання і поглинання випромінювання в серіальних спектрах водню, а також пояснити (з поправкою на приведену масу електрона) спостерігалися раніше Чарлзом Пікерінгом і Альфредом Фаулером водневоподібних спектри з напівцілим квантовими числами як належать іонізованого гелію. Блискучим успіхом теорії Бора стало теоретичне отримання значення постійної Рідберга [18].

Робота Бора відразу привернула увагу фізиків і стимулювала бурхливий розвиток квантових уявлень. Його сучасники по достоїнству оцінили важливий крок, який зробив датський вчений. Так, в 1936 Резерфорд писав:

Я вважаю первісну квантову теорію спектрів, висунуту Бором, однією з найбільш революційних з усіх коли-небудь створених в науці; та я не знаю іншої теорії, яка мала б більший успіх. [19]

Нільс Бор і Альберт Ейнштейн (ймовірно, грудень 1925)

В 1949 Альберт Ейнштейн так згадував про свої враження від знайомства з теорією Бора:

Всі мої спроби пристосувати теоретичні основи фізики до цих результатів [тобто следствіям закону Планка для випромінювання чорного тіла] зазнали повну невдачу. Це було так, наче з-під ніг пішла земля і ніде не було видно твердого грунту, на якій можна було б будувати. Мені завжди здавалося дивом, що цієї коливної та повної протиріч основи виявилося достатнім, щоб дозволити Бору - людині з геніальною інтуїцією і тонким чуттям - знайти головні закони спектральних ліній і електронних оболонок атомів, включаючи їх значення для хімії. Це мені здається дивом і тепер. Це найвища музикальність в області думки. [20]

Навесні 1914 Бор був запрошений Резерфордом замінити Чарлза Дарвіна, онука знаменитого натураліста, в якості лектора по математичної фізики в Манчестерському університеті (Шустеровская школа математичної фізики) [21]. Він залишався в Манчестері з осені 1914 до літа 1916. У цей час він намагався поширити свою теорію на багатоелектронних атомів, однак скоро зайшов у глухий кут. Вже у вересні 1914 він писав:

Для систем, що складаються з більш ніж двох частинок, немає простого співвідношення між енергією і числом звернень, і з цієї причини міркування, подібні тим, які я використовував раніше, не можуть бути застосовані для визначення "стаціонарних станів" системи. Я схильний вважати, що в цій проблемі приховані дуже значні труднощі, які можуть бути подолані лише шляхом відмови від звичайних уявлень в ще більшому ступені, ніж це було потрібно до цих пір, і що єдиною причиною досягнутих успіхів є простота розглянутих систем. [22]

В 1914 Бор зумів частково пояснити розщеплення спектральних ліній в ефектах Штарка і Зеемана, однак йому не вдалося отримати розщеплення більш ніж на дві компоненти. У цьому виявилася обмеженість кругових орбіт, розглянутих в його теорії. Подолати її стало можливо лише після того, як на початку 1916 Арнольд Зоммерфельд сформулював узагальнені квантові умови, ввів три квантових числа для орбіти електрона і пояснив тонку структуру спектральних ліній, врахувавши релятивістські поправки. Бор відразу ж зайнявся докорінним переглядом своїх результатів у світлі цього нового підходу [23].


1.3. Подальший розвиток теорії. Принцип відповідності (1916-1923)

Влітку 1916 Бор остаточно повернувся на батьківщину і очолив кафедру теоретичної фізики в Копенгагенському університеті. У квітні 1917 він звернувся до датським влади з проханням про виділення фінансів на будівництво нового інституту для себе і своїх співробітників. 3 березня 1921, після подолання безлічі організаційних та адміністративних труднощів, в Копенгагені був нарешті відкрито Інститут теоретичної фізики [24], що носить нині ім'я свого першого керівника ( інститут Нільса Бора).

Незважаючи на велику зайнятість адміністративними справами, Бор продовжував розвивати свою теорію, намагаючись узагальнити її на випадок більш складних атомів, наприклад, гелію. В 1918 у статті "Про квантової теорії лінійчатих спектрів" Бор сформулював кількісно так званий принцип відповідності, що зв'язує квантову теорію з класичною фізикою. Вперше ідея відповідності виникла ще в 1913, коли Бор використовував думка про те, що переходи між стаціонарними орбітами з великими квантовими числами повинні давати випромінювання з частотою, що збігається з частотою обертання електрона [25]. Починаючи з 1918, принцип відповідності став у руках Бора потужним засобом для отримання нових результатів: він дозволив, слідуючи уявленням про коефіцієнтах Ейнштейна, визначити ймовірності переходів і, отже, інтенсивності спектральних ліній; отримати правила відбору (зокрема, для гармонічного осцилятора); дати інтерпретацію числу і поляризації компонент штарковского і зєємановськимі розщеплень [26]. Згодом Бор дав чітке формулювання принципу відповідності:

... "Принцип відповідності", згідно з яким наявність переходів між стаціонарними станами, що супроводжуються випромінюванням, пов'язане з гармонійними компонентами коливання в русі атома, визначальними в класичній теорії властивості випромінювання, що випускається внаслідок руху частинки. Таким чином, за цим принципом, передбачається, що всякий процес переходу між двома стаціонарними станами пов'язаний з відповідною гармонійної компонентою так, що вірогідність наявності переходу залежить від амплітуди коливання, поляризація ж випромінювання обумовлена ​​більш детальними властивостями коливання так само, як інтенсивність і поляризація випромінювання в системі хвиль, що випускаються атомом по класичній теорії внаслідок наявності зазначених компонент коливання, визначається амплітудою і іншими властивостями останніх. [27]

Принцип відповідності зіграв величезну роль і при побудові послідовної квантової механіки. Саме з нього виходив у 1925 Вернер Гейзенберг при побудові своєї матричної механіки [28]. У загальнофілософської сенсі цей принцип, що пов'язує нові знання з досягненнями минулого, є одним з основних методологічних принципів сучасної науки [28].

В 1921 - 1923 в ряді робіт Бору вперше вдалося дати на основі своєї моделі атома, спектроскопічних даних і загальних міркувань про властивості елементів пояснення періодичної системи Менделєєва, представивши схему заповнення електронних орбіт ( оболонок, згідно сучасної термінології) [29]. Правильність інтерпретації періодичної таблиці була підтверджена відкриттям в 1922 нового елемента гафнію Дірком Костером і Георгом Хевеши, що працювали в той час у Копенгагені [30]. Як і пророкував Бор, цей елемент виявився близький за своїми властивостями до цирконію, а не до рідкоземельних елементів, як думали раніше [31].

У 1922 Бору була присуджена Нобелівська премія з фізики "за заслуги у вивченні будови атома" [32]. У своїй лекції "Про будову атомів" [33], прочитаної в Стокгольмі 11 грудня 1922, Бор підбив підсумки десятирічної роботи.

Однак було очевидно, що теорія Бора в своїй основі містила внутрішнє протиріччя, оскільки вона механічно об'єднувала класичні поняття і закони з квантовими умовами. Крім того, вона була неповною, недостатньо універсальною, так як не могла бути використана для кількісного пояснення всього різноманіття явищ атомного світу. Наприклад, Бору спільно з його асистентом Хендріком Крамерса так і не вдалося вирішити задачу про рух електронів в атомі гелію (найпростішої двухелектронной системі), якою вони займалися з 1916. Бор виразно розумів обмеженість існуючих підходів (так званої "старої квантової теорії") і необхідність побудови теорії, заснованої на абсолютно нових принципах:

... Весь підхід до проблеми в цілому носив ще у вищій мірі напівемпіричний характер, і незабаром стало абсолютно ясно, що для вичерпного опису фізичних і хімічних властивостей елементів необхідний новий радикальний відхід від класичної механіки, щоб з'єднати квантові постулати в логічно несуперечливу схему. [34]


1.4. Становлення квантової механіки. Принцип додатковості (1924-1930)

Новою теорією стала квантова механіка, яка була створена в 1925 - 1927 роках в роботах Вернера Гейзенберга, Ервіна Шредінгера, Макса Борна, Поля Дірака [35]. Разом з тим, основні ідеї квантової механіки, незважаючи на її формальні успіхи, в перші роки залишалися багато в чому неясними. Для повного розуміння фізичних основ квантової механіки було необхідно пов'язати її з досвідом, виявити сенс використовуваних у ній понять (бо використання класичної термінології вже не було правомірним), тобто дати інтерпретацію її формалізму.

Саме над цими питаннями фізичної інтерпретації квантової механіки розмірковував у цей час Бор. Підсумком стала концепція додатковості, яка була представлена ​​на конгресі пам'яті Алессандро Вольти в Комо у вересні 1927 [36]. Вихідним пунктом в еволюції поглядів Бора стало прийняття ним у 1925 дуалізму хвиля - частинка. До цього Бор відмовлявся визнавати реальність ейнштейнівської квантів світла ( фотонів), які було важко узгодити з принципом відповідності [37], що вилилося у спільну з Крамерса і Джоном Слетер статтю, в якій було зроблено несподіване припущенні про незбереження енергії та імпульсу в індивідуальних мікроскопічних процесах (закони збереження брали статистичний характер). Однак ці погляди незабаром були спростовані дослідами Вальтера Боте і Ганса Гейгера [38].

Саме корпускулярно-хвильовий дуалізм був покладений Бором в основу інтерпретації теорії. Ідея додатковості, розвинена на початку 1927 під час відпустки в Норвегії [39], відображає логічне співвідношення між двома способами опису або наборами уявлень, які, хоча і виключають одне одного, обидва необхідні для вичерпного опису положення справ. Сутність принципу невизначеності полягає в тому, що не може виникнути такий фізичної ситуації, в якій обидва додаткові аспекту явища проявилися б одночасно і однаково виразно [40]. Іншими словами, в мікросвіті немає станів, в яких об'єкт мав би одночасно точні динамічні характеристики, що належать двом певним класам, взаємно виключають один одного, що знаходить вираз у співвідношенні невизначеностей Гейзенберга. Слід зазначити, що на формування ідей Бора, як він сам визнавав, вплинули філософсько-психологічні вишукування Серена К'єркегора, Харальда Геффдінга і Вільяма Джемса [41].

Принцип додатковості ліг в основу так званої копенгагенської інтерпретації квантової механіки [42] та аналізу процесу вимірювання [43] характеристик мікрооб'єктів. Згідно цієї інтерпретації, запозичені з класичної фізики динамічні характеристики мікрочастинки (її координата, імпульс, енергія та ін) зовсім не властиві частці самій по собі. Сенс і певне значення тієї чи іншої характеристики електрона, наприклад, його імпульсу, розкриваються у взаємозв'язку з класичними об'єктами, для яких ці величини мають певний сенс і всі одночасно можуть мати певне значення (такий класичний об'єкт умовно називається вимірювальним приладом). Роль принципу додатковості виявилася настільки суттєвою, що Паулі навіть пропонував назвати квантову механіку "теорією додатковості" за аналогією з теорією відносності [44].

Через місяць після конгресу в Комо, на п'ятому Сольвеєвському конгресі в Брюсселі, почалися знамениті дискусії Бора і Ейнштейна про інтерпретацію квантової механіки [45]. Суперечка продовжився в 1930 на шостому конгресі, а потім відновився з новою силою в 1935 після появи відомої роботи [46] Ейнштейна, Подільського і Розена про повноту квантової механіки. Дискусії не припинялися до самої смерті Ейнштейна [47], часом беручи запеклий характер. Втім, учасники ніколи не переставали ставитися один до одного з величезною повагою, що знайшло відображення в словах Ейнштейна, написаних у 1949 :

Я бачу, що я був ... досить різкий, але ж ... сваряться по-справжньому тільки брати чи близькі друзі. [48]

Хоча Бор так і не зумів переконати Ейнштейна в своїй правоті, ці обговорення і вирішення численних парадоксів дозволили Бору надзвичайно покращити ясність своїх думок і формулювань, поглибити розуміння квантової механіки :

Урок, який ми з цього витягли, рішуче просунув нас по шляху ніколи не кінчається боротьби за гармонію між змістом і формою; урок цей показав нам ще раз, що ніяке зміст можна вловити без залучення відповідної форми, і що всяка форма, як би не була вона корисна в минулому, може виявитися занадто вузькою для того, щоб охопити нові результати. [49]


1.5. Ядерна фізика (1930-ті роки)

Нільс Бор в особистому кабінеті ( 1935)

В 1932 Бор з родиною переїхав у так званий "Будинок честі", резиденцію самого шановного громадянина Данії, вибудувану засновником пивоварної компанії " Карлсберг ". Тут його відвідували знаменитості не тільки наукового (наприклад, Резерфорд), але і політичного світу (королівське подружжя Данії, англійська королева Єлизавета, президенти і прем'єр-міністри різних країн) [50].

В 1934 Бор пережив важку особисту трагедію. Під час плавання на яхті в протоці Каттегат штормовою хвилею було змито за борт його старший син - 19-річний Християн; виявити його так і не вдалося [51]. Всього у Нільса і Маргарет було шестеро дітей. Один з них, Оге Бор, також став видатним фізиком, лауреатом Нобелівської премії ( 1975).

В 1930-і роки Бор захопився ядерної тематикою, переорієнтувавши на неї свій інститут: завдяки своїй популярності і впливу він зумів добитися виділення фінансування на будівництво у себе в Інституті нових установок - циклотрона, прискорювача по моделі Кокрофта - Уолтона, прискорювача ван-де-Граафа [52]. Сам він вніс в цей час істотний внесок у теорію будови ядра і ядерних реакцій.

В 1936 Бор, виходячи з існування недавно спостерігалися нейтронних резонансів, сформулював фундаментальне для ядерної фізики уявлення про характер протікання ядерних реакцій : він припустив існування так званого складеного ядра ("компаунд-ядра"), тобто збудженого стану ядра з часом життя порядку часу руху нейтрона через нього. Тоді механізм реакцій, не обмежується лише нейтронними реакціями, включає два етапи: 1) утворення складеного ядра, 2) його розпад. При цьому дві ці стадії протікають незалежно один від одного, що обумовлено рівноважним перерозподілом енергії між ступенями свободи компаунд-ядра. Це дозволило застосувати статистичний підхід до опису поведінки ядер, що дозволило обчислити перетину ряду реакцій, а також інтерпретувати розпад складеного ядра в термінах випаровування частинок [53], створивши за пропозицією Якова Френкеля краплинну модель ядра.

Однак така проста картина має місце лише при великих відстанях між резонансами (рівнями ядра), тобто при малих енергіях збудження. Як було показано в 1939 в спільній роботі Бора з Рудольфом Пайерлса і Георгом Плачеком, при перекритті резонансів компаунд-ядра рівновагу в системі не встигає встановиться і дві стадії реакції перестають бути незалежними, тобто характер розпаду проміжного ядра визначається процесом його формування. Розвиток теорії у цьому напрямку привело до створення в 1953 Віктором Вайскопф, Германом Фешбаха і К. Портером так званої "оптичної моделі ядра", що описує ядерні реакції в широкому діапазоні енергій [54].

Одночасно з поданням про складеному ядрі Бор (спільно з Ф. Калькаром) запропонував розглядати колективні рухи частинок в ядрах, протиставивши їх картині незалежних нуклонів. Такі коливальні моди жідкокапельной типу знаходять відображення в спектроскопічних даних (зокрема, в мультипольної структурі ядерного випромінювання). Ідеї ​​про поляризуемости і деформаціях ядер були покладені в основу узагальненої (колективної) моделі ядра, розвиненою на початку 1950-х років Оге Бором, Беном Моттельсоном і Джеймсом Рейнуотером [55].

Великий внесок Бора в пояснення механізму ділення ядер, при якому відбувається звільнення величезних кількостей енергії. Розподіл було експериментально виявлено в кінці 1938 Отто Ганом і Фріцем Штрассманом і вірно витлумачене Лізі Мейтнер і Отто Фрішем під час різдвяних канікул. Бор дізнався про їх ідеях від Фріша, який працював тоді в Копенгагені, перед самим від'їздом в США в січні 1939 [56]. В Прінстоні спільно з Джоном Уілер він розвинув кількісну теорію поділу ядер, грунтуючись на моделі складеного ядра і уявленнях про критичної деформації ядра, що веде до його нестійкості і розпаду. Для деяких ядер ця критична величина може дорівнювати нулю, що виражається в розпаді ядра при як завгодно малих деформаціях [57]. Теорія дозволила отримати залежність перетину поділу від енергії, збігається з експериментальної. Крім того, Бору вдалося показати, що поділ ядер урану-235 викликається "Повільними" (низькоенергетичними) нейтронами, а урану-238 - швидкими [58].


1.6. Протистояння нацизму. Війна. Боротьба проти атомної загрози (1940-1950)

Після приходу до влади в Німеччині нацистів Бор взяв активну участь у влаштуванні долі багатьох вчених-емігрантів, які переїхали в Копенгаген. В 1933 зусиллями Нільса Бора, його брата Харальда, директора Інституту вакцин Торвальда Мадсена і адвоката Альберта Йоргенсена був заснований спеціальний Комітет допомоги вченим-біженцям [59].

Після окупації Данії в квітні 1940 виникла реальна небезпека арешту Бора у зв'язку з його полуеврейскім походженням. Тим не менш, він вирішив залишатися в Копенгагені, поки це буде можливо, щоб гарантувати захист інституту і своїх співробітників від зазіхань окупаційної влади. У жовтні 1941 Бора відвідав Гейзенберг, в той час керівник нацистського атомного проекту. Між ними відбулася розмова про можливості реалізації ядерної зброї, про який німецький вчений писав таким чином:

Копенгаген я відвідав восени 1941 р., по-моєму, це було в кінці жовтня. До цього часу ми в "уранових суспільстві" в результаті експериментів з ураном і важкою водою прийшли до висновку, що можливо побудувати реактор з використанням урану і важкої води для отримання енергії. <...> У той час ми переоцінювали масштаб необхідних технічних витрат. <...> За таких обставин ми думали, що розмова з Бором був би корисний. Така розмова відбулася під час вечірньої прогулянки в районі Ні-Карлсберга. Знаючи, що Бор перебуває під наглядом німецьких політичних властей і що його відгуки про мене будуть, ймовірно, передані в Німеччину, я намагався провести цю розмову так, щоб не піддавати своє життя небезпеці. Бесіда, наскільки я пам'ятаю, почалася з мого питання, чи повинні фізики у воєнний час займатися уранової проблемою, оскільки прогрес у цій галузі зможе привести до серйозних наслідків в техніці ведення війни. Бор відразу ж зрозумів значення цього питання, оскільки мені вдалося вловити його реакцію легкого переляку. Він відповів контрвопросом: "Ви дійсно думаєте, що розподіл урану можна використовувати для створення зброї?" Я відповів: "У принципі можливо, але це зажадало б таких неймовірних технічних зусиль, які, будемо сподіватися, не вдасться здійснити в ході цієї війни". Бор був вражений моєю відповіддю, припускаючи, очевидно, що я маю намір повідомити йому про те, що Німеччина зробила величезний прогрес у виробництві атомної зброї. Хоча я і намагався після виправити це помилкове враження, мені все ж таки не вдалося завоювати довіру Бора ... [60]

Таким чином, Гейзенберг натякає, що Бор не зрозумів, що він мав на увазі. Однак сам Бор був не згоден з таким трактуванням своєї бесіди з Гейзенбергом. У 1961 в розмові з Аркадієм Мігдаль він заявив:

Я зрозумів його відмінно. Він пропонував мені співпрацювати з нацистами ... [61]

До осені 1943 залишатися в Данії стало неможливо, тому Бор разом з сином Оге був переправлений силами Опору спочатку на човні в Швецію, а звідти на бомбардувальнику в Англію, при цьому вони ледь не загинули [62]. Тітка Бора (старша сестра його матері) - відомий датський педагог Ханна Адлер (1859-1947) - була депортована в концтабір незважаючи на 84-річний вік і урядову захист. [63] У Великобританії та США, куди він невдовзі переїхав, вчений включився в роботу над створенням атомної бомби і брав участь в ній аж до червня 1945. У США вони з сином носили імена Ніколас і Джим Бейкер.

Разом з тим, вже починаючи з 1944, Бор усвідомлював всю небезпеку атомної загрози. У своєму меморандумі на ім'я президента Рузвельта ( 3 липня 1944) він закликав до повної заборони використання ядерної зброї, до забезпечення суворого міжнародного контролю за цим і, в той же час, до знищення всякої монополії на мирне застосування атомної енергії [62]. Згодом він направив на адресу керівників США ще два меморандуми - від 24 березня 1945 і від 17 травня 1948 [64]. Бор намагався донести свої думки до Черчилля і Рузвельта і при особистих зустрічах з ними, однак безрезультатно. Більш того, ця діяльність, а також запрошення приїхати на час війни в Радянський Союз, отримане від Петра Капіци на початку 1944, призвели до підозр в шпигунстві на користь СРСР [65].

У листопаді 1945 р. Бора за завданням радянської розвідки і за рекомендацією П. Капіци відвідав радянський фізик Я. П. Терлецький, який задав йому низку запитань про американський атомному проекті (про атомних реакторах). Бор розповів лише те, що до цього моменту було опубліковано у відкритих джерелах, і повідомив про візит Терлецького контррозвідувальним службам [66].

В 1950 Бор опублікував відкритий лист ООН, наполягаючи на мирному співробітництві і вільному обміні інформацією між державами як заставі побудови "відкритого світу" [67]. Надалі він неодноразово висловлювався на цю тему, своїм авторитетом підкріплюючи заклики до миру і відвернення загрози ядерної війни [68].


1.7. Останні роки

В останні роки Бор займався, в основному, громадською діяльністю, виступав з лекціями в різних країнах, писав статті на філософські теми. Безпосередньо в галузі фізики в 1940-1950-х роках він продовжував займатися проблемою взаємодії елементарних частинок з середовищем. Сам Бор вважав принцип додатковості своїм найціннішим внеском у науку [69]. Він намагався розширити його застосування на інші області людської діяльності - біологію, психологію, культуру, багато розмірковуючи про роль і значення мови в науці і житті [70].

Помер Нільс Бор 18 листопада 1962 від серцевого нападу. Урна з його прахом знаходиться в сімейній могилі в Копенгагені.


2. Наукова школа Бора

Нільс Бор і його учень Лев Ландау на святі "День Архімеда" на фізфаку МДУ ( 1961)

Бор створив велику міжнародну школу фізиків і багато що зробив для розвитку співпраці між фізиками всього світу. З початку 1920-х років Копенгаген став "центром тяжіння" для найбільш активних фізиків: більшість творців квантової механіки ( Гейзенберг, Дірак, Шредінгер та інші) в той чи інший час там працювали, їхні ідеї викристалізовувалися в тривалих виснажливих бесідах з Бором [71]. Велике значення для поширення ідей Бора мали його візити з лекціями в різні країни. Так, велику роль в історії науки зіграв сім лекцій, прочитаних Бором в червні 1922 в Геттінгенському університеті (так званий "Боровський фестиваль") [72]. Саме тоді він познайомився з молодими фізиками Вольфгангом Паулі і Вернером Гейзенбергом, учнями Зоммерфельда [73]. Свої враження від першої бесіди з Бором під час прогулянки Гейзенберг висловив таким чином:

Ця прогулянка вплинула на моє подальше наукове розвиток, або, мабуть, можна сказати краще, що моє власне науковий розвиток тільки й почалося з цієї прогулянки. [74]

Надалі зв'язок групи Бора з Геттінгенському групою, керованої Максом Борном, не переривалася і дала безліч видатних наукових результатів. Природно, дуже сильні були зв'язки Бора з кембріджської групою, яку очолював Резерфорд: в Копенгагені в різний час працювали Чарлз Дарвін, Поль Дірак, Ральф Фаулер, Дуглас Хартрі, Невілл Мотт та інші [73]. У своєму інституті Бор брав також радянських учених, багато з яких працювали там довго. Він неодноразово приїжджав до СРСР, останній раз в 1961 [75].

До школі Нільса Бора можна віднести [76] таких вчених, як Хендрік Крамерса, Оскар Клейн, Лев Ландау, Віктор Вайскопф, Леон Розенфельд, Джон Уїлер, Фелікс Блох, Оге Бор, Хендрік Казимир, Есіо Нісіна, Крістіан Меллер, Абрахам Пайс і багатьох інших. Характер наукової школи Бора і його взаємин з учнями можуть бути прояснені наступним епізодом. Коли Ландау під час візиту Бора в Москву в травні 1961 запитав у свого наставника: "Яким секретом ви володіли, який дозволив вам в такій мірі концентрувати навколо себе творчу теоретичну молодь?", той відповів:

Ніякого особливого секрету не було, хіба тільки те, що ми не боялися здатися дурними перед молоддю. [77]


3. Пам'ять

  • З 1965 Копенгагенський інститут теоретичної фізики носить назву " інститут Нільса Бора ". Варто відзначити, що після смерті його засновника та незмінного керівника Інститут очолив Оге Бор (до 1970).
  • В 1963 і 1985 в Данії були випущені марки із зображенням Нільса Бора.
  • 105-й елемент таблиці Менделєєва ( Дубно), відкритий в 1970, до 1997 був відомий як нильсборий. У цьому ж році було затверджено назву борій для 107-го елемента, відкритого в 1981.
  • Ім'я Бора носить астероїд 3948, відкритий в 1985.
  • В 1997 Данська національний банк випустив в обіг банкноту номіналом 500 крон із зображенням Нільса Бора [78].
  • В 1998 в світ виходить п'єса "Копенгаген" англійського драматурга Майкл Фрейн, присвячена історичній зустрічі Бора і Гейзенберга.

4. Нагороди


5. Публікації

5.1. Книги

  • Н. Бор. Атомна фізика і людське пізнання. - М.: Изд-во іноз. літ-ри, 1961.
  • Н. Бор. Вибрані наукові праці. - У 2-х томах. - М.: Наука, 1970-71. Рецензії М. А. Ельяшевіч на 1-й том і на 2-й том.

5.2. Статті


6. Примітки

  1. А. Пайс. Нільс Бор, людина і його наука / / А. Пайс. Генії науки - www.edu.delfa.net / Interest / biblio / Pajs_Genii nauki.djvu. - М.: ІКД, 2002. - С. 24.
  2. 1 2 Д. Данин. Труди і дні Нільса Бора. - www.edu.delfa.net / Interest / biblio / Danin_Trudy_Bora.djvu - М.: Знання, 1985. - С. 8.
  3. А. Б. Мігдал . Нільс Бор і квантова фізика - ufn.ru/ru/articles/1985/10/d / / / УФН. - 1985. - Т. 147. - № 10.
  4. Ранні роки Нільса Бора - www.rocfern.com / jennlake / FathersofTheBombPartI.html
  5. А. Б. Мігдал. Указ. соч. С. 305-306.
  6. 1 2 А. Пайс. Указ. соч. С. 25.
  7. Є. Л. Фейнберг Життя і діяльність Нільса Бора - ufn.ru/ru/articles/1963/6/b / / / УФН. - 1963. - Т. 80. - № 2. - С. 197-205.
  8. Теорема Бора - ван Льовен - www.femto.com.ua/articles/part_1/0372.html / / Фізична енциклопедія. - М.: Вікіпедія, 1988. - Т. 1, С. 225.
  9. 1 2 3 А. Пайс. Указ. соч. С. 26.
  10. Н. Бор . Спогади про Е. Резерфорд - основоположника науки про ядрі. Подальший розвиток його робіт - ufn.ru/ru/articles/1963/6/b / = The Rutherford Memorial Lecture 1958. Reminiscences of the Founder of Nuclear Science and of some Developments Based on his Work / / УФН / Пер. В. А. Угарова. - 1963. - Т. 80. - № 2. - С. 215-250.
  11. Н. Бор . Спогади про Е. Резерфорд - основоположника науки про ядрі. Подальший розвиток його робіт - ufn.ru/ru/articles/1963/6/b / = The Rutherford Memorial Lecture 1958. Reminiscences of the Founder of Nuclear Science and of some Developments Based on his Work / / УФН / Пер. В. А. Угарова. - 1963. - Т. 80. - № 2. - С. 217-219.
  12. Р. Мур. Нільс Бор - людина і вчений. - www.edu.delfa.net / Interest / biblio / Mur_Nils Bor.djvu - М.: Мир, 1969. - С. 54.
  13. Н. Бор . Спогади про Е. Резерфорд - основоположника науки про ядрі. Подальший розвиток його робіт - ufn.ru/ru/articles/1963/6/b / = The Rutherford Memorial Lecture 1958. Reminiscences of the Founder of Nuclear Science and of some Developments Based on his Work / / УФН / Пер. В. А. Угарова. - 1963. - Т. 80. - № 2. - С. 248-249.
  14. М. А. Ельяшевіч. Розвиток Нільсом Бором квантової теорії атома і принципу відповідності (Роботи Н. Бора 1912-1923 рр.. по атомній фізиці та їх значення) - ufn.ru/ufn85/ufn85_10/Russian/r8510c.pdf / / УФН. - 1985. - В. 10. - Т. 147. - С. 263.
  15. М. А. Ельяшевіч. Указ. соч. С. 270.
  16. Перша частина доступна за посиланням: 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).
  17. М. А. Ельяшевіч. Указ. соч. С. 254-255, 273.
  18. М. А. Ельяшевіч. Указ. соч. С. 275-278.
  19. М. А. Ельяшевіч. Указ. соч. С. 297. Див також: Е. Резерфорд. Избр. науч. тр. - М.: Наука, 1972. - С. 490.
  20. М. А. Ельяшевіч. Указ. соч. С. 297. Див також: А. Ейнштейн. Собр. науч. тр. - М.: Наука, 1967. - Т. 4, С. 275.
  21. Н. Бор . Спогади про Е. Резерфорд - основоположника науки про ядрі. Подальший розвиток його робіт - ufn.ru/ru/articles/1963/6/b / = The Rutherford Memorial Lecture 1958. Reminiscences of the Founder of Nuclear Science and of some Developments Based on his Work / / УФН / Пер. В. А. Угарова. - 1963. - Т. 80. - № 2. - С. 229.
  22. М. А. Ельяшевіч. Указ. соч. С. 281.
  23. М. А. Ельяшевіч. Указ. соч. С. 283, 286.
  24. А. Пайс. Указ. соч. С. 30.
  25. М. А. Ельяшевіч. Указ. соч. С. 276.
  26. М. А. Ельяшевіч. Указ. соч. С. 288-289.
  27. Н. Бор. Про будову атомів - ufn.ru/ufn23/ufn23_4/Russian/r234f.pdf / / УФН. - 1923. - В. 4. - С. 436.
  28. 1 2 М. А. Ельяшевіч. Указ. соч. С. 298.
  29. М. А. Ельяшевіч. Указ. соч. С. 293-294.
  30. Н. Бор. Спогади про Е. Резерфорд ... С. 233.
  31. А. Б. Мігдал. Указ. соч. С. 323.
  32. Ю. А. Храмов. Фізики: Біографічний довідник. - М.: Наука, 1983. - С. 390.
  33. Н. Бор. Про будову атомів. С. 417-448.
  34. Н. Бор. Спогади про Е. Резерфорд ... С. 229.
  35. Див підбірку класичних статей в ювілейному випуску УФН, Т. 122, вип. 8 (1977) - ufn.ru/ru/articles/1977/8 /.
  36. А. Пайс. Указ. соч. С. 32.
  37. Н. Бор. Спогади про Е. Резерфорд ... С. 236.
  38. М. Джеммер. Еволюція понять квантової механіки. - М.: Мир, 1985. - С. 184-188.
  39. М. Джеммер. Указ. соч. С. 336.
  40. М. Джеммер. Указ. соч. С. 337.
  41. М. Джеммер. Указ. соч. С. 174-180, 337-339.
  42. М. Джеммер. Указ. соч. С. 348.
  43. М. Джеммер. Указ. соч. С. 357.
  44. М. Джеммер. Указ. соч. С. 343.
  45. М. Джеммер. Указ. соч. С. 346-348.
  46. Див переклад статті і відповіді Бора - ufn.ru/ufn36/ufn36_4/Russian/r364_b.pdf.
  47. А. Пайс. Указ. соч. С. 34.
  48. Є. Л. Фейнберг. Указ. соч. С. 204.
  49. Н. Бор. Дискусії з Ейнштейном про проблеми теорії пізнання в атомній фізиці - ufn.ru/ufn58/ufn58_12/Russian/r5812b.pdf / / УФН. - 1958. - В. 12. - Т. 66. - С. 597.
  50. Р. Мур. Указ. соч. С. 223-224.
  51. Р. Мур. Указ. соч. С. 224-225.
  52. А. Пайс. Указ. соч. С. 37.
  53. С. Т. Бєляєв, В. Г. Зелевінскій. Нільс Бор і фізика атомного ядра - ufn.ru/ufn85/ufn85_10/Russian/r8510b.pdf / / УФН. - 1985. - В. 10. - Т. 147. - С. 212-215.
  54. С. Т. Бєляєв, В. Г. Зелевінскій. Указ. соч. С. 215-216.
  55. С. Т. Бєляєв, В. Г. Зелевінскій. Указ. соч. С. 223-225.
  56. О. Фріш, Дж. Уілер. Відкриття поділу ядер - ufn.ru/ru/articles/1968/12/d / / / УФН. - 1968. - В. 12. - Т. 96. - С. 706.
  57. С. Т. Бєляєв, В. Г. Зелевінскій. Указ. соч. С. 235-237.
  58. О. Фріш, Дж. Уілер. Указ. соч. С. 714-715.
  59. Р. Мур. Указ. соч. С. 220-221.
  60. Р. Юнг. Яскравіше тисячі сонць. Оповідання про вчених-атомніках. - М., 1961. Глава Стратегія попередження (1939-1942). - hirosima.scepsis.ru/library/lib_47.html
  61. А. Б. Мігдал. Указ. соч. С. 340.
  62. 1 2 І. Тамм Нільс Бор - великий фізик ХХ століття - ufn.ru/ru/articles/1963/6/a / / / УФН. - 1963. - Т. 80. - № 1. - С. 191-195.
  63. Інтерв'ю з Оге і Маргрет Бор - www.aip.org/history/ohilist/4514_1.html
  64. С. Г. Суворов До публікації відкритого листа Нільса Бора організації об'єднаних націй - ufn.ru/ru/articles/1985/10/f / / / УФН. - 1985. - Т. 147. - № 10. - С. 367-369.
  65. П. Є. Рубінін Нільс Бор і Петро Леонідович Капіца - ufn.ru/ru/articles/1997/1/f / / / УФН. - 1997. - Т. 167. - № 1. - С. 101-106.
  66. І. Халатників. Дау, Кентавр і інші - berkovich-zametki.com/2008/Zametki/Nomer6/Halatnikov1.php
  67. Н. Бор Відкритий лист Організації Об'єднаних Націй - www.ufn.ru/ufn62/ufn62_5/Russian/r625b.pdf / / УФН. - 1985. - Т. 147. - № 2. - С. 357-366.
  68. Д. Данин. Указ. соч. С. 77.
  69. А. Пайс. Указ. соч. С. 35.
  70. М. В. Волькенштейн. Доповнюваність, фізика та біологія - ufn.ru/ufn88/ufn88_2/Russian/r882e.pdf / / УФН. - 1988. - В. 2. - Т. 154. - С. 279-297.
  71. Д. Данин. Указ. соч. С. 49-53.
  72. М. А. Ельяшевіч. Указ. соч. С. 292.
  73. 1 2 Н. Бор. Спогади про Е. Резерфорд ... С. 234.
  74. М. А. Ельяшевіч. Указ. соч. С. 295.
  75. В. А. Білоконь. Нільс Бор в гостях у радянських вчених - ufn.ru/ufn62/ufn62_1/Russian/r621j.pdf / / УФН. - 1962. - В. 1. - Т. 76.
  76. Н. Бор - www.edu.delfa.net / Interest / biography / B / Bor.htm / / Ю. А. Храмов. Фізики: Біографічний довідник. - М.: Наука, 1983. - С. 40.
  77. І. Тамм. Указ. соч. С. 192.
  78. Див The coins and banknotes of Denmark. - www.nationalbanken.dk/C1256BE900406EF3/sysOakFil/Danmarks_penge_2005_ENG/ $ File / Coins_Banknotes.pdf Зображення банкноти можна подивитися по посиланню - www-personal.umich.edu / ~ jbourj/money1.htm.

Література

8.1. Книги


8.1.2. Статті


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Бор, Оге Нільс
Стенсен, Нільс
Треш, Нільс
Финзен, Нільс Рюберг
Абель, Нільс Хенрік
Дален, Нільс Густав
Кох, Нільс Фабіан Хельге фон
Бор
Трубників Бор
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru