создатель квантовой физики, которую многие предлагали назвать теорией дополнительности. Ведь Нильс Бор – один из основателей современной физики, член 20 академий наук мира, создатель первой теории атома, лауреат Нобелевской премии.
Известные высказывания Нильса Бора
- Бор Нильс. Книги онлайн
- Telegram: Contact @obrsoyuz
- лучшее за месяц
- История Бора
- Последние новости:
- Бор Нильс. Книги онлайн
Нильс Бор Биография и материалы
Нильс Бор на знаменитой конференции по теоретической физике в Вашингтоне 26 января 1939 года сообщил об открытии деления урана. С критикой этого парадокса выступил Нильс Бор, который привел свои аргументы в поддержку квантовой механики. Томсоном, который открыл электрон в 1897 г. Правда, к тому времени Томсон начал заниматься уже другими темами, и он выказал мало интереса к диссертации Бора и содержащимся там выводам. В 1955 году Нильс Бор достиг 70-летия, возраста обязательной отставки, и покинул профессорский пост, но остался главой учрежденного института и продолжал работу.
100 лет атому Бора, отмеченные на родине знаменитой теории
Девятнадцатый век был веком создания большинства научных дисциплин, многие из которых возникли в немецких университетах, с помощью подготовки докторских диссертаций. Для физической химии, например, главным центром был институт, организованный Вильгельмом Оствальдом в Лейпцигском университете. В нем было помещение и необходимые приборы для большого числа учеников, местных и иностранцев, которым профессор давал темы докторских исследований в рамках определенной им программы и которые, защитив диссертации, разъезжались по миру, основывая новые кафедры и распространяя эту новую область науки. Дания стала одним из тех редких нейтральных мест в Европе, где ученые из Англии и Германии могли спокойно встречаться друг с другом, обсуждать научные проблемы на конференциях наравне, как коллеги, и даже сотрудничать, не слишком отвлекаясь на политические трения В квантовой теории несколько влиятельных профессоров, в том числе Бор, тоже пытались направлять исследовательский процесс и контролировать развитие этой научной дисциплины, каждый как директор в своем собственном институте, в частности давая задания ученикам и решая, какие статьи можно было послать в печать. Но к середине 1920-х резко увеличившееся количество постдоков, их временный, кочевой образ жизни и работы, внешние источники финансирования и частые переезды из одного центра в другой, с отличающейся исследовательской программой, превысили возможности эффективного контроля со стороны профессоров и директоров. Они председательствовали в процессе, писали рекомендации для получения стипендий и принимали временных исследователей у себя в лабораториях, но уже не могли так же уверенно, как раньше, давать исследовательские задания, определять методы решения и направление работы всего института. Инициатива выдвижения новых стратегических идей все чаще переходила к коллективному постдоку, молодежному, недисциплинированному и транснациональному. И идеи эти часто сочинялись на ходу, в результате обмена, случайных встреч или в процессе переезда из одного места в другое.
Поколение Гейзенберга и Паули впоследствии стало настолько знаменитым, что их трудно без специального мысленного усилия представить блестящими молодыми дарованиями без копейки денег, постоянной работы и гарантированного профессионального будущего. Но сам Паули в письме 1923 года сравнивал неопределенность траектории своей собственной будущей карьеры с непредсказуемой судьбой квантовой частицы: «Точно известно только то, что наступающий семестр я проведу в Гамбурге... Идеи новой квантовой механики появились в головах у молодых ученых, не имевших еще постоянной работы, для которых прежние, более предсказуемые пути научной карьеры оказались нарушенными из-за экономических и политических неурядиц послевоенного времени. Но им представилась возможность воспользоваться новыми, хоть и более неопределенными, переходами из одного метастабильного постдокторантского состояния в другое, которые при этом уводили их из области влияния одного учителя и профессора к другому. В процессе этих переходов у учеников возникала новая, прежде недоступная, степень интеллектуальной свободы, которой они в определенной мере смогли воспользоваться. Вернер Гейзенберг и Вольфганг Паули researchgate. Экспериментаторы же больше, наверное, привязаны к инфраструктуре.
Вообще, динамика отношений между экспериментом и теорией менялась в разные периоды. Иногда теория забегала вперед и подсказывала, что делать. Иногда наоборот, она отставала от экспериментов. Но в принципе, экспериментаторы действительно больше зависят от конкретных мест, от инструментов. И им обычно нужно больше времени, чтобы сделать свои работы, то есть цикл производства результатов медленнее. Для теоретиков же был еще один важный фактор, который повлиял на квантовую революцию, — скорость публикаций и распространения информации. Сейчас есть интернет и препринты, а тогда это зависело прежде всего от того, как быстро журналы могли напечатать новую работу.
Журналы 1920-х годов, в которых публиковались квантовые физики, были способны напечатать поступившую статью за два-три месяца, а весь цикл от одной статьи поступившей в журнал, опубликованной и после этого использованной уже другим автором в статье и тоже посланной в журнал для публикации, часто мог уложиться в полгода, а иногда даже всего в четыре месяца. Благодаря такой скорости за полтора года после первой статьи Гейзенберга лета 1925 года новая квантовая механика набрала больше 200 статей примерно 80 авторов из разных стран мира. Журналы 1920-х годов, в которых публиковались квантовые физики, были способны напечатать поступившую статью за два-три месяца, а весь цикл от одной статьи поступившей в журнал, опубликованной и после этого использованной уже другим автором в статье и тоже посланной в журнал для публикации, часто мог уложиться в полгода, а иногда даже всего в четыре месяца — Для нынешних научных журналов это практически невозможно. И поскольку не было более мощных технологий, печатные журналы были главным средством информации, и они старались публиковать быстро. А вторая линия — это революция постдоков. Но ведь у Бора должны были быть условия, которые позволяли ему принимать таких постдоков? Как и многие европейские университеты, копенгагенский ориентировался на то, как развивались дела в соседней Германии, но с некоторым отставанием.
Например, к концу девятнадцатого века в большинстве больших немецких университетов уже был физический институт, то есть специальное здание, обычно трехэтажное, с лекционным залом человек на сто, комнатами для учебного практикума студентов, лабораторными помещениями в подвале для собственно научных исследований профессора, его ассистентов и учеников. И не забыть про квартиру, где жила семья профессора, который настаивал, чтобы университет обеспечил ему служебное жилье в здании института, чтобы ему сподручнее было всем этим хозяйством управлять. В Дании это появилось только после того, как в 1917 году Бор получил деньги на строительство аналогичного, но небольшого института. При первом личном посещении меня больше всего смутили маленькие размеры этого здания на окраине Копенгагена, несопоставимо скромного по физическим размерам по сравнению с тем образом великого научного центра мировых открытий, который сложился в голове после чтения историко-научной литературы. У Дании были какие-то амбиции? Торговля Дании сильно выиграла во время мировой войны, хотя вскоре после ее окончания в стране тоже начался экономический кризис, как и во всей Европе. Еще интересен колониальный аспект этой истории, поскольку часто забывается, что Дания, несмотря на малость, — это еще и империя с заморскими территориями.
В 1916 году они продали США свою часть Виргинских островов в Карибском море, по причине или под предлогом того, что эти острова легко могли быть захвачены Германией. Часть полученных от этой продажи средств и пошла на строительство физического института для Бора. Появляются рокфеллеровские стипендиаты. И он начинает свою деятельность по созданию мирового центра? Если бы не война, то главный центр квантовой физики возник бы, конечно, в Германии. И даже понятно где: в Мюнхене, у Зоммерфельда, в его развивающейся школе. Он подготовил десятки самых сильных теоретиков, в том числе Паули и Гейзенберга.
Но после войны Германия оказалась в международной изоляции, а Бор стал принимать у себя молодых немецких докторов, в том числе самых блестящих из Мюнхена, с зоммерфельдовской подготовкой, а потом еще и из Геттингена. По абсолютным меркам их было в целом не так много. За десять лет, с 1916 по 1927 год, всего в институте Бора работало примерно шестьдесят приезжих ученых из разных стран. Копенгагенская конференция, весна 1930, обсуждает второй кризис квантовой теории. Игрушечная пушка и горн использовались для звукового сопровождения докладов об очередных трудностях теории. Директора тогда имели большую власть, из-за чего могли возникать трения. Я уже упомянул, что журналы публиковали быстро, потому что не было реферирования.
Достаточно было, чтобы профессор написал сопроводительное письмо, что статью стоит напечатать. Профессор брал ответственность и осуществлял контроль за научным качеством всех работ, выполненных в руководимом им институте. Постдоки, работавшие в институте Бора, должны были получить от него разрешение послать свою статью в журнал. Что не всегда было легко. Бор часто читал медленно, сомневался или критиковал, задерживал нетерпеливых гениев. Или советовал сделать какие-то исправления. У Гейзенберга, например, а позже у Ландау, с этим возникли проблемы.
Эта модель основывалась на представлениях, находивших опытное подтверждение в физике твердого тела, но приводила к одному трудноразрешимому парадоксу. Согласно классической электродинамике, вращающийся по орбите электрон должен постоянно терять энергию, отдавая ее в виде света или другой формы электромагнитного излучения. По мере того как его энергия теряется, электрон должен приближаться по спирали к ядру и в конце концов упасть на него, что привело бы к разрушению атома.
На самом же деле атомы весьма стабильны, и, следовательно, здесь образуется брешь в классической теории. Бор испытывал особый интерес к этому очевидному парадоксу классической физики, поскольку все слишком напоминало те трудности, с которыми он столкнулся при работе над диссертацией. Возможное решение этого парадокса, как полагал он, могло лежать в квантовой теории.
В 1900 г. Макс Планк выдвинул предположение, что электромагнитное излучение, испускаемое горячим веществом, идет не сплошным потоком, а вполне определенными дискретными порциями энергии. Назвав в 1905 г.
Применяя новую квантовую теорию к проблеме строения атома , Бор предположил, что электроны обладают некоторыми разрешенными устойчивыми орбитами, на которых они не излучают энергию. Только в случае, когда электрон переходит с одной орбиты на другую, он приобретает или теряет энергию, причем величина, на которую изменяется энергия, точно равна энергетической разности между двумя орбитами. Идея, что частицы могут обладать лишь определенными орбитами, была революционной, поскольку, согласно классической теории, их орбиты могли располагаться на любом расстоянии от ядра, подобно тому как планеты могли бы в принципе вращаться по любым орбитам вокруг Солнца.
Хотя модель Бора казалась странной и немного мистической, она позволяла решить проблемы, давно озадачивавшие физиков. В частности, она давала ключ к разделению спектров элементов. Когда свет от светящегося элемента например, нагретого газа, состоящего из атомов водорода проходит через призму, он дает не непрерывный включающий все цвета спектр, а последовательность дискретных ярких линий, разделенных более широкими темными областями.
Согласно теории Бора, каждая яркая цветная линия то есть каждая отдельная длина волны соответствует свету, излучаемому электронами, когда они переходят с одной разрешенной орбиты на другую орбиту с более низкой энергией. Бор вывел формулу для частот линий в спектре водорода, в которой содержалась постоянная Планка. Частота, умноженная на постоянную Планка, равна разности энергий между начальной и конечной орбитами, между которыми совершают переход электроны.
Теория Бора, опубликованная в 1913 г. Немедленно оценив важность работы Бора, Резерфорд предложил ему ставку лектора в Манчестерском университете — пост, который Бор занимал с 1914 по 1916 г. В 1916 г.
В 1920 г. Под его руководством институт сыграл ведущую роль в развитии квантовой механики математическое описание волновых и корпускулярных аспектов материи и энергии. В течение 20-х гг.
Тем не менее атом Бора сыграл существенную роль моста между миром атомной структуры и миром квантовой теории.
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. Другим увлечением Бора был футбол. Нильс и его брат Харальд впоследствии ставший известным математиком выступали за любительский клуб «Академиск» первый — на позиции вратаря, а второй — полузащитника. В дальнейшем Харальд успешно играл в сборной Дании и выиграл в её составе «серебро» на Олимпиаде-1908, где датская команда уступила в финале англичанам [3]. В 1903 году Нильс Бор поступил в Копенгагенский университет, где изучал физику , химию , астрономию , математику.
Вместе с братом он организовал студенческий философский кружок, на котором его участники поочерёдно выступали с докладами [6]. В университете Нильс Бор выполнил свои первые работы по исследованию колебаний струи жидкости для более точного определения величины поверхностного натяжения воды. Теоретическое исследование в 1906 году было отмечено золотой медалью Датского королевского общества. В последующие годы 1907 — 1909 оно было дополнено экспериментальными результатами, полученными Бором в физиологической лаборатории отца [7] , и опубликовано по представлению корифеев тогдашней физики Рамзая и Рэлея [8]. В 1910 Бор получил степень магистра , а в мае 1911 защитил докторскую диссертацию по классической электронной теории металлов [7]. В своей диссертационной работе Бор, развивая идеи Лоренца , доказал важную теорему классической статистической механики , согласно которой магнитный момент любой совокупности элементарных электрических зарядов , движущихся по законам классической механики в постоянном магнитном поле , в стационарном состоянии равен нулю. В 1919 эта теорема была независимо переоткрыта Йоханной ван Лёвен и носит название теоремы Бора — ван Лёвен англ.
Из неё непосредственно следует невозможность объяснения магнитных свойств вещества в частности, диамагнетизма , оставаясь в рамках классической физики [9]. Это, видимо, стало первым столкновением Бора с ограниченностью классического описания, подводившим его к вопросам квантовой теории. Бор в Англии. Теория Бора 1911—1916 [ ] В 1911 Бор получил стипендию в размере 2500 крон от фонда Карлсберга для стажировки за границей [10]. В сентябре 1911 он прибыл в Кембридж , чтобы работать в Кавендишской лаборатории под руководством знаменитого Дж. Однако сотрудничество не сложилось: Томсона не заинтересовал молодой датчанин, с ходу указавший на ошибку в одной из его работ и к тому же плохо изъяснявшийся на английском. Впоследствии Бор так вспоминал об этом: Я был разочарован, Томсона не заинтересовало то, что его вычисления оказались неверными.
В этом была и моя вина. Я недостаточно хорошо знал английский и потому не мог объясниться… Томсон был гением, который, на самом деле, указал путь всем… В целом, работать в Кембридже было очень интересно, но это было абсолютно бесполезным занятием. В 1911 Резерфорд по итогам своих опытов опубликовал планетарную модель атома. Бор активно включился в работу по этой тематике, чему способствовали многочисленные обсуждения с работавшим тогда в Манчестере известным химиком Георгом Хевеши и с самим Резерфордом. Исходной идеей было то, что свойства элементов определяются целым числом — атомным номером , в роли которого выступает заряд ядра, который может изменяться в процессах радиоактивного распада. Первым применением резерфордовской модели атома для Бора стало рассмотрение в последние месяцы своего пребывания в Англии процессов взаимодействия альфа- и бета-лучей с веществом [12]. Летом 1912 Бор вернулся в Данию.
Во время свадебного путешествия в Англию и Шотландию Бор с супругой посетили Резерфорда в Манчестере. Бор передал ему свою подготовленную к печати статью «Теория торможения заряженных частиц при их прохождении через вещество» она была опубликована в начале 1913. Вместе с тем было положено начало тесной дружбе семей Боров и Резерфордов. Общение с Резерфордом оставило неизгладимый отпечаток как в научном, так и в личностном плане на дальнейшей судьбе Бора, который спустя много лет писал: Очень характерным для Резерфорда был благожелательный интерес, который он проявлял ко всем молодым физикам, с которыми ему приходилось долго или коротко иметь дело. Первые результаты содержатся в черновике, посланном Резерфорду ещё в июле 1912 и носящем название «резерфордовского меморандума» [15]. Однако решающие успехи были достигнуты в конце 1912 — начале 1913. Ключевым моментом стало знакомство в феврале 1913 с закономерностями расположения спектральных линий и общим комбинационным принципом для частот излучения атомов.
Впоследствии сам Бор говорил: Как только я увидел формулу Бальмера , весь вопрос стал мне немедленно ясен. Итогом проведённой работы стали три части революционной статьи «О строении атомов и молекул» [17] , опубликованные в журнале «Philosophical Magazine» в июле, октябре и декабре 1913 и содержащие квантовую теорию водородоподобного атома. В теории Бора можно выделить два основных компонента [18] : общие утверждения постулаты о поведении атомных систем, сохраняющие своё значение и всесторонне проверенные, и конкретная модель строения атома , представляющая в наши дни лишь исторический интерес. Постулаты Бора содержат предположения о существовании стационарных состояний и об излучательных переходах между ними в соответствии с представлениями Планка о квантовании энергии вещества. Модельная теория атома Бора исходит из предположения о возможности описания движения электронов в атоме, находящемся в стационарном состоянии, на основе классической физики, на которое накладываются дополнительные квантовые условия например, квантование углового момента электрона. Теория Бора сразу же позволила обосновать испускание и поглощение излучения в сериальных спектрах водорода , а также объяснить с поправкой на приведённую массу электрона наблюдавшиеся ранее Чарлзом Пикерингом и Альфредом Фаулером водородоподобные спектры с полуцелыми квантовыми числами как принадлежащие ионизированному гелию. Блестящим успехом теории Бора стало теоретическое получение значения постоянной Ридберга [19].
Работа Бора сразу привлекла внимание физиков и стимулировала бурное развитие квантовых представлений. Его современники по достоинству оценили важный шаг, который сделал датский учёный. Так, в 1936 Резерфорд писал: Я считаю первоначальную квантовую теорию спектров, выдвинутую Бором, одной из самых революционных из всех когда-либо созданных в науке; и я не знаю другой теории, которая имела бы больший успех. Это было так, точно из-под ног ушла земля и нигде не было видно твёрдой почвы, на которой можно было бы строить. Мне всегда казалось чудом, что этой колеблющейся и полной противоречий основы оказалось достаточным, чтобы позволить Бору — человеку с гениальной интуицией и тонким чутьём — найти главные законы спектральных линий и электронных оболочек атомов, включая их значение для химии. Это мне кажется чудом и теперь.
Нильс Бор — один из основателей современной физики, член 20 академий наук мира, создатель первой теории атома, лауреат Нобелевской премии Впервые он вошел в аудиторию университета со слегка опущенной головой и школьной сумкой в руке. Ничто не выдавало в нем сына всемирно известного ученого и внука крупнейшего банкира.
Скорее, наоборот: школьный ранец подчеркивал его полное равнодушие к материальным проявлениям жизни. Его университетская приятельница Хельга Лунд через десятилетия будет вспоминать, как с любопытством следила за этим скромным пареньком, присевшим рядом с ней на край скамьи. Ей подумалось тогда, что этому юноше трудно будет даваться математика. Ведь ей, поступившей в университет после трех лет преподавания в провинции, досконально было известно, «как должны выглядеть таланты и тупицы». Но очень скоро она поняла, что ее «наблюдательность» дала промах, а нестандартность юноши определялась простым словом, которое она сформулировала уже на втором курсе в письме к кузену: «Кстати, о гении. Занятно быть знакомой с гением. Это Нильс Бор. В нем всё больше проявляется что-то необычное.
Это самый лучший человек и самый скромный, какого ты можешь себе вообразить…» Нильс Хенрик Давид Бор — скромный гений. Эти слова будут потом произносить еще многие. И дело не только в его открытиях. Они — отдельный предмет восхищения коллег-физиков всего мира. Ведь Нильс Бор — один из основателей современной физики, член 20 академий наук мира, создатель первой теории атома, лауреат Нобелевской премии. Однако за всеми расчетами, формулами, теориями и открытиями не менее отчетливо всегда был виден интереснейший жизненный путь человека, неравнодушного к судьбам окружавших его людей, к их проблемам — личностным и глобальным. Нильс Бор родился 7 октября 1885 года в семье профессора физиологии Копенгагенского университета Христиана Бора, который и передал сыну наследственное уважение к умственному труду и точным знаниям. Наследственное, так как его прадед руководил частной школой на острове Борнхольм, а дед возглавлял школу в гамлетовском Эльсиноре.
В свое время Христиан Бор пренебрег доходной карьерой частнопрактикующего врача ради удовлетворения своей исследовательской страсти, и не зря. К 35 годам он стал профессором Копенгагенского университета, а вскоре и членом Датской академии наук. Получив в области исследования физиологии человека мировую известность, он дважды становился претендентом на Нобелевскую премию.
Так рождалась квантовая физика. Hильс Бор в Институте физических проблем Академии наук СССР
18 ноября 1962 года скончался датский физик-теоретик Нильс Бор, один из создателей современной физики. Телеграф новостей. Новости. В 1921 году Бор открыл институт имени себя, в котором, получив финансирование от датских властей, впервые подверг экспериментальной проверке теорию квантовой бухгалтерии. В 1943 году Нильс Бор с семьей эвакуировался сперва в Великобританию, а затем в США, где работал над созданием ядерной бомбы. Нильс Хенрик Давид Бор был датским физиком, который внес основополагающий вклад в понимание атомной структуры и квантовой теории, за что получил Нобелевскую премию по физике в 1922 году.
2. Электричество
- Журнал «ПАРТНЕР»
- НИЛЬС БОР: БИОГРАФИЯ И ВКЛАД - НАУКА - 2024
- Нильс Бор - биография и открытия ученого физика
- Курсы валюты:
- Голкипер с Нобелевской премией. 12 фактов о гениальном физике Нильсе Боре
- НИЛЬС БОР: БИОГРАФИЯ И ВКЛАД - НАУКА - 2024
Нильс Бор: деятельность физика – лауреата нобелевской премии
| Нильс Бор, рокфеллеровские постдоки и рождение квантовой механики | Он жил в «Доме чести» и был человеком чести. А ещё он произвёл революцию в физике. 28 февраля 1913 года Нильс Бор представил планетарную модель строения. |
| Нильс Бор: физик и философ | В 1933 усилиями Нильса Бора, его брата Харальда, директора Института вакцин Торвальда Мадсена и адвоката Альберта Йоргенсена был учреждён специальный Комитет помощи учёным-беженцам[59]. |
История Бора
Нильс Бор прожил 77 лет и умер от сердечного приступа в 1962 году. Нильс Бор сообщил об открытии деления урана 85 лет назад. В 1939 году Нильс Бор сделал открытие, изменившее мир навсегда.
Нильс Бор: молчание о главном
В истории рассказывается, как студент Бор отказывался решать «скучную» физическую задачу о том, как измерить высоту башни при помощи барометра стандартным методом измерить давление у подножия и на вершине , а предлагал другие, «издевательские» — бросить барометр с башни и замерить время падения, измерить тень, отбрасываемую барометром и тень, отбрасываемую башней, и сам барометр — и по пропорции узнать высоту башни, и даже обменять барометр на информацию о высоте башни у смотрителя здания. Доверимся словам самого Бора — он в 1953 году опубликовал статью памяти друга: «Впервые мне посчастливилось видеть и слышать Резерфорда осенью 1911 г. Томсона , а Резерфорд приехал из Манчестера, чтобы выступить на ежегодном Кавендишском обеде». При этом даже тогда Бор с Резерфордом не познакомились, а «дружить семьями» они начали двумя годами позже. В 1910 году Бор стал магистром. Одновременно с получением последней «учебной» степени, в жизни будущего нобелиата случилось и еще одно важное событие: он познакомился с Маргрет Норлунд, сестрой математика Нильса Норлунда. В 1912 году они зарегистрируют свой брак. Попутно он доказал теорему статистической механики, из которой следовало, что суммарный магнитный момент любой совокупности электрических зарядов, которые движутся в электрическом поле по законам классической механики, равен нулю в 1919 году эту теорему независимо от Бора докажет датская же женщина физик, Хендрика Йоханна ван Левен, и теорема получит название теоремы Бора — ван Левен.
Из теоремы Бора-ван Левен следовал один важный вывод: в рамках классической физики объяснить магнитные свойства металлов не получится. Так что диссертация Бора стала первым шагом великого физика к «квантовому откровению». В том же 1911 году Бор получает стипендию в 2500 крон для стажировки за границей. И, естественно, едет в столицу мировой физики — Великобританию, в Кавендишскую лабораторию. Работать под руководством учителя и воспитателя многих нобелевских лауреатов, сэра Джозефа Джона Томсона. И получает жестокий удар — приехав, молодой ученый «с колес» находит ошибку в вычислениях своего наставника, сообщает ему и… «Я был разочарован, Томсона не заинтересовало то, что его вычисления оказались неверными. В этом была и моя вина.
Я недостаточно хорошо знал английский и потому не мог объясниться… Томсон был гением, который, на самом деле, указал путь всем… В целом, работать в Кембридже было очень интересно, но это было абсолютно бесполезным занятием», — так пишет Бор о своем начальнике. Нужно сказать, что за два года до приезда Бора в Англию Резерфорд, уже нобелевский лауреат, делает свое знаменитое открытие — строение ядра атома. В лаборатории только о том и говорили: какие последствия для физики повлечет за собой это открытие. Собственно, первые последствия случились уже в том же, знаковом для Бора, 1911 году: Резерфорд опубликовал статью о своей планетарной модели атома, согласно которой вокруг крошечного ядра, подобно планетам вокруг Солнца, вращались электроны.
Помог в этом сооснователь Российского квантового центра Руслан Юнусов. Фото: Антон Цайлингер. Итак, официально достижение международной троицы звучит, как «Эксперименты с запутанными фотонами, установление нарушений неравенств Белла и новаторство в квантовой информатике». Для того, чтобы понять, о чем идет речь, разберемся сначала с тем, что же такое квантовый мир и почему в нем иногда происходит какая-то запутанность. Сразу оговоримся, что речь идет об эффектах, которые скрыты от нас, — они происходят только в микромире - в мире квантовых явлений.
Само понятие «запутывание» ввел еще в 1935 году Эрвин Шредингер. Однако широко использоваться оно стало только с появлением первых систем квантовой связи и прототипов квантовых компьютеров. Чтобы частицы стали связанными, или запутанными, они должны были когда-то провзаимодействовать. Например, они могли образоваться в результате распада одной частицы.
Старого мира больше нет В 30-е годы Бор почти все свои исследования направляет на ядерную физику. Основным его достижением той поры является модель составного ядра. Это не ядро само по себе, а его возбуждённое состояние, которое соответствует времени прохождения нейтрона через него.
Начинается изучение механизма деления ядер, связанное с высвобождением огромного количества энергии. Между тем мир приближается к новому грандиозному конфликту. В Германии приходят к власти национал-социалисты. Уже к середине 30-х годов становится ясно, что квантовая механика перестаёт быть отраслью сугубо теоретических познаний, граничащих с философией. Бор активно помогает учёным покидать пределы Рейха, даже создаёт для этого социальный комитет помощи учёным-эмигрантам. В 1940 году Дания оккупирована немецкими войсками. Несмотря на постоянный риск оказаться под арестом, а затем в лагере, Бор принимает решение до последней возможности не покидать Копенгаген.
Арестовать его могли прежде всего по той причине, что его мать, в девичестве Эллен Адлер, была еврейкой, дочерью известного и влиятельного банкира. Но до ареста не дошло... Осенью 1943 года Бор вместе со своим сыном и учеником Оге переправляется на лодке в Швецию, а оттуда на военном самолёте, направленным специально за ним, перелетает в Англию. Из Англии же учёный отправляется в США, где приступает к работе над проектом создания атомной бомбы. Нераспространение ядерного оружия с помощью его распространения Бор и другие физики оказались в сложной ситуации. Они прекрасно понимали, что монопольное владение ядерным оружием крайне опасно, в чьих бы руках оно ни находилось. Начиная с 1944 года Нильс Бор включается в активную политическую борьбу.
Он встречается с премьером Британии и поднимает вопрос о совместных действиях против создания и распространения ядерного оружия.
После аннексии Судетской области Чехословакии в 1938 году в распоряжении немцев оказались урановые рудники города Яхимов. Более тысячи тонн оксида урана из африканских колониальных шахт было захвачено во время оккупации Бельгии в 1940-м. В том же 1940 году в результате вторжения в Норвегию нацисты получили и единственный в мире завод по производству тяжелой воды, которая должна была использоваться для замедления цепной реакции. Все эти мероприятия позволили Вернеру Гейзенбергу начать практическую работу по созданию первого ядерного реактора, или «урановой машины», как его называли в то время. Бывшие урановые выработки в чешском Яхимове.
Примерно до начала 1942-го ядерные проекты Германии и США развивались параллельно и с одинаковым успехом, однако к середине этого года в ядерной гонке произошел принципиальный перелом. Внутренний анализ в «Урановом комитете» привел его руководство к выводу, что в стране достаточно ресурсов, теоретических и практических, для создания ядерного оружия еще в ходе текущего конфликта и потенциального его применения. Огромная богатая страна без боевых действий на своей территории была практически не ограничена в выборе средств достижения этой цели. Германия находилась в совсем иных условиях. Хотя интеллектуальный потенциал немецких ученых приблизительно соответствовал американскому, иные ресурсы были несопоставимы. Провал в конце 1941 года вроде бы неоднократно доказавшей свою эффективность концепции «блицкрига» привел к пониманию, что война может затянуться, а ее результат вовсе не гарантирован.
В условиях, когда боевые действия на Восточном фронте вытягивали из рейха все большие финансовые и человеческие ресурсы, нацистское руководство пришло к выводу, что создание и тем более использование ядерного оружия в ходе Второй мировой уже невозможно. Отто Ган, немецкий ученый, открывший расщепление ядра. В июле 1942 года в Берлине состоялось ключевое совещание рейхсминистра Альберта Шпеера с участниками «Уранового проекта». На нем было принято принципиальное решение вновь вернуть работы над атомной тематикой из ведения Министерства вооружений и боеприпасов в сферу ответственности Имперского исследовательского совета. Нацисты сделали, возможно, роковой для себя выбор: они отказались от военного атома в пользу атома мирного. Впредь Гейзенберг и его команда должны были работать над мирным применением «урановой машины», а не над атомной бомбой, появление которой до окончания боевых действий было признано нереальным.
С этого момента развитие ядерных проектов в США и Германии пошло по диаметрально противоположным векторам. Если США с каждым месяцем работу над темой интенсифицировали, то Третий рейх, наоборот, чем дальше, тем больше вел ее по остаточному принципу. Альберт Шпеер, куратор «Уранового проекта» в нацистском руководстве. Секретные операции На такое развитие событий немаловажное влияние оказали и достаточно успешные действия союзников по саботажу немецкой ядерной программы. Его возможные последствия воспринимались британцами и американцами очень серьезно что сыграло свою роль и в активизации «Манхэттенского проекта». К лету 1942 года накопленных разведкой союзников сведений оказалось достаточно для определения узкого места нацистов.
Им оказался тот самый завод по производству тяжелой воды, построенный в 1934 году норвежской компанией Norsk Hydro рядом с гидроэлектростанцией в поселке Веморк. Тяжелая вода, оксид дейтерия, являлась важнейшим компонентом, который Гейзенберг планировал использовать для замедления цепной реакции в ядерном реакторе. Ее получали после разложения пресной воды с помощью электролиза. Для успешного осуществления своей программы немцам нужно было получить около пяти тонн этой жидкости, и процесс этот был достаточно трудоемкий. Первая попытка заброса диверсантов в Норвегию, получившая название операция «Незнакомец», была предпринята в ноябре 1942 года и закончилась провалом. Высадка саперов с помощью планеров привела к гибели 18 человек из 32, а оставшиеся 14 добровольцев были схвачены немцами и расстреляны.
Нильс Бор: гений, который не боялся называть себя дураком
Присутствовавший при этом П. Капица остроумно заметил, что это - не случайная ошибка, а принципиальное различие между школами Бора и Ландау. Один из посетителей, увидев висящую на стене дома Бора подкову, с удивлением спросил: "Неужели вы верите, что она принесет вам счастье? Но говорят, что она приносит счастье независимо от того, веришь ты в это или нет".
Студенты - физики одного из университетов для встречи Н. Бора сочинили песню, в которой превозносили до небес физиков и плохо отзывались о химиках. Они были ошеломлены, когда в своём выступлении Бор сказал: "Я всю жизнь считал себя и считаю теперь, что я — химик".
Норберт Винер вспоминает: «Мы часто бывали у Боров. Я вспоминаю, что у одного из них, кажется у Нильса, дома на стене висела фарфоровая тарелка с изображениями обоих братьев в детском возрасте. С годами их наружность сильно изменилась, но тут они больше всего напоминали двух подпасков.
Одна из постоянных посетительниц этого дома... Если вспомнить, что благодаря своим научным заслугам Нильс Бор стал национальным героем Дании и получил право жить в знаменитом дворце... Бор очень любил смотреть ковбойские вестерны.
При этом он довольно критически относился к ним. Менее вероятно, но всё же возможно, что мост над пропастью рухнет как раз в тот момент, когда она на него вступит. Исключительно маловероятно, что в последний момент она схватится за былину и повиснет над бездной, но даже с такой возможностью я могу согласиться.
Совсем уже трудно, но всё - таки можно поверить, что красавец ковбой как раз в этот момент будет проезжать и выручит несчастную. Но чтобы в этот самый миг тут же оказался кинооператор с камерой, готовый заснять все эти волнующие события на плёнку, - уж этому, увольте, я не поверю! Бор посетил Грузию.
Отдыхая вместе с группой физиков, в долине Алазани, он увидел однажды группу крестьян, которые во главе с тамадой пили вино и пели песни. Человек не только великий, но и любознательный, Бор подошёл к ним. Тамада произнёс тост: "Друзья!
К нам в гости приехал самый большой учёный мира профессор Нилъс Бор. Он создал атомную физику. Его труды изучают школьники всех стран.
Он приехал к нам из Дании, пожелаем же ему и его спутникам долгих лет жизни, счастья, крепкого здоровья. Пожелаем его стране мира и благополучия". Когда тамада кончил, с земли поднялся старик, взял обеими руками руку Бора и бережно её поцеловал.
Следом за ним поднялся другой горец, наполнил чашу вином и, поклонившись Бору, выпил её. Нильс Бор всю жизнь провёл среди парадоксов квантовой механики. Но даже его поразила нереальность происходящего: он заплакал от удивления и благодарности.
Портрет Нильса Бора был изображён на датской купюре в 500 крон. Вернувшись после одной из конференций домой в Голландию, физик X. Казимир рассказал отцу о предложении, полученном от знаменитого Бора: быть его ассистентом.
В то время физики, за исключением Эйнштейна, не были популярны и известны вне своей среды. Поэтому Казимир-папа решил проверить степень известности Бора хитрым способом. Он отправил письмо по такому адресу: «Нильсу Бору для Казимира.
Письмо пришло без промедлений, о чём сын и известил отца. Обсуждая работу, результаты которой ему казались неубедительными, Эренфест говорил: «Знаете, пытаться обнаружить тут эффект, который Вас интересует, - это всё равно, что искать в тёмной комнате чёрную кошку! Сотрудники Бора рассказывали, что Бор в подобных же случаях говорил: «Это очень, очень интересно!
Гинзбург сказал о Боре: "Полвека назад великий физик зажёг маяк, который долгие годы освещал дорогу физикам всего мира. И этот маяк не погас с кончиной Бора — он скорее превратился в памятник, на котором горит вечный огонь. Этот огонь будет источником света и тепла не только для нашего, но и для будущих поколений".
То, как писал статьи Дирак, очень нравилось Бору. Томсон считал Бора инакомыслящим из-за своей приверженности к классической физике и поэтому написанную им докторскую диссертацию не прочитал. В результате она не была опубликована.
Пожалуй, наиболее характерной его чертой была замедленность мысли и скорости понимания. Бор очень любил ходить в кино, а из фильмов уважал только вестерны. Весь зал прекрасно понимал аргументацию докладчика, не понимал один Бор.
Каждый по очереди начинал объяснять Бору то, что он не понимал, и в результате все переставали что бы то ни было понимать. Однажды, когда Г. Гамов и Л.
Розенфельд были в гостях у Бора, Гамов и Розенфельд пошли спать, оставив Бора за решением кроссворда из англий-ского журнала. Вдруг среди ночи их разбудил стук в дверь. Дом Бора всегда был полон гостей.
Бор редко работал по графику. А если озарение снисходило на ученого среди ночи, он будил и жену, и добрую половину своих коллег. Бор очень часто вступал в дискуссии с Эйнштейном.
Часто они заканчивались на повышенных тонах, тем не менее оба считали друг друга близкими друзьями. Капица: «Во всей мировой науке в наши дни не было человека с таким влиянием на естествознание, как Бор. Из всех теоретических троп тропа Бора была самой значительной».
Альберт Эйнштейн: «Я думаю, что без Бора мы и сегодня знали бы очень мало о теории атома». На городском кладбище Копенгагена туристов привлекают, как правило, три могилы: сказочника Андерсена, философа Къеркегора и физика Бора. На последней всегда лежат игральные кости.
Их неизменно оставляют здесь студенты Копенгагенского университета. Этот жест — память о знаменитом споре Эйнштейна и Бора об основах современной картины мира. Эйнштейн, устав искать научные аргументы против безумных, как ему казалось, идей датчанина, в сердцах выпалил: "Но ведь Бог не играет с Вселенной в кости".
В марте 1913 года 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» [21] , опубликованные в журнале «Philosophical Magazine» в июле, октябре и декабре 1913 года и содержащие квантовую теорию водородоподобного атома. В теории Бора можно выделить два основных компонента [22] : общие утверждения постулаты о поведении атомных систем, сохраняющие своё значение и всесторонне проверенные, и конкретная модель строения атома , представляющая в наши дни лишь исторический интерес. Постулаты Бора содержат предположения о существовании стационарных состояний и об излучательных переходах между ними в соответствии с представлениями Планка о квантовании энергии вещества. Модельная теория атома Бора исходит из предположения о возможности описания движения электронов в атоме, находящемся в стационарном состоянии, на основе классической физики , на которое накладываются дополнительные квантовые условия например, квантование углового момента электрона. Теория Бора сразу же позволила обосновать испускание и поглощение излучения в сериальных спектрах водорода , а также объяснить с поправкой на приведённую массу электрона наблюдавшиеся ранее Чарлзом Пикерингом и Альфредом Фаулером водородоподобные спектры с полуцелыми квантовыми числами как принадлежащие ионизированному гелию.
Блестящим успехом теории Бора стало теоретическое получение значения постоянной Ридберга [23]. Работа Бора сразу привлекла внимание физиков и стимулировала бурное развитие квантовых представлений. Его современники по достоинству оценили важный шаг, который сделал датский учёный. Так, в 1936 году Резерфорд писал: Я считаю первоначальную квантовую теорию спектров, выдвинутую Бором, одной из самых революционных из всех когда-либо созданных в науке; и я не знаю другой теории, которая имела бы больший успех [24]. Нильс Бор и Альберт Эйнштейн вероятно, декабрь 1925 В 1949 году Альберт Эйнштейн так вспоминал о своих впечатлениях от знакомства с теорией Бора: Все мои попытки приспособить теоретические основы физики к этим результатам [то есть следствиям закона Планка для излучения чёрного тела] потерпели полную неудачу. Это было так, точно из-под ног ушла земля и нигде не было видно твёрдой почвы, на которой можно было бы строить.
Мне всегда казалось чудом, что этой колеблющейся и полной противоречий основы оказалось достаточным, чтобы позволить Бору — человеку с гениальной интуицией и тонким чутьём — найти главные законы спектральных линий и электронных оболочек атомов, включая их значение для химии. Это мне кажется чудом и теперь. Это наивысшая музыкальность в области мысли [25]. Весной 1914 года Бор был приглашён Резерфордом заменить Чарльза Дарвина , внука знаменитого естествоиспытателя , в качестве лектора по математической физике в Манчестерском университете Шустеровская школа математической физики [26]. Он оставался в Манчестере с осени 1914 года до лета 1916 года. В это время он пытался распространить свою теорию на многоэлектронные атомы, однако скоро зашёл в тупик.
Уже в сентябре 1914 года он писал: Для систем, состоящих из более чем двух частиц, нет простого соотношения между энергией и числом обращений, и по этой причине соображения, подобные тем, которые я использовал ранее, не могут быть применены для определения «стационарных состояний» системы. Я склонен полагать, что в этой проблеме скрыты очень значительные трудности, которые могут быть преодолены лишь путём отказа от обычных представлений в ещё большей степени, чем это требовалось до сих пор, и что единственной причиной достигнутых успехов является простота рассмотренных систем [27]. В 1914 году Бор сумел частично объяснить расщепление спектральных линий в эффектах Штарка и Зеемана , однако ему не удалось получить расщепление более чем на два компонента. В этом проявилась ограниченность круговых орбит, рассматриваемых в его теории. Преодолеть её стало возможно лишь после того, как в начале 1916 года Арнольд Зоммерфельд сформулировал обобщённые квантовые условия, ввёл три квантовых числа для орбиты электрона и объяснил тонкую структуру спектральных линий , учтя релятивистские поправки. Бор сразу же занялся коренным пересмотром своих результатов в свете этого нового подхода [28].
Дальнейшее развитие модели. Принцип соответствия 1916—1923 [ править править код ] Летом 1916 года Бор окончательно вернулся на родину и возглавил кафедру теоретической физики в Копенгагенском университете. В апреле 1917 года он обратился к датским властям с просьбой о выделении финансов на строительство нового института для себя и своих сотрудников. Несмотря на большую занятость административными делами, Бор продолжал развивать свою модель, пытаясь обобщить её на случай более сложных атомов, например, гелия. В 1918 году в статье «О квантовой теории линейчатых спектров» Бор сформулировал количественно так называемый принцип соответствия , связывающий квантовую теорию с классической физикой. Впервые идея соответствия возникла ещё в 1913 году , когда Бор использовал мысль о том, что переходы между стационарными орбитами с большими квантовыми числами должны давать излучение с частотой, совпадающей с частотой обращения электрона [30].
Начиная с 1918 года, принцип соответствия стал в руках Бора мощным средством для получения новых результатов: он позволил, следуя представлениям о коэффициентах Эйнштейна , определить вероятности переходов и, следовательно, интенсивности спектральных линий; получить правила отбора в частности, для гармонического осциллятора ; дать интерпретацию числу и поляризации компонент штарковского и зеемановского расщеплений [31]. Впоследствии Бор дал чёткую формулировку принципу соответствия: …"принцип соответствия", согласно которому наличие переходов между стационарными состояниями, сопровождающихся излучением, связано с гармоническими компонентами колебания в движении атома, определяющими в классической теории свойства излучения, испускаемого вследствие движения частицы. Таким образом, по этому принципу, предполагается, что всякий процесс перехода между двумя стационарными состояниями связан с соответствующей гармонической компонентой так, что вероятность наличия перехода зависит от амплитуды колебания, поляризация же излучения обусловлена более детальными свойствами колебания так же, как интенсивность и поляризация излучения в системе волн, испускаемых атомом по классической теории вследствие наличия указанных компонент колебания, определяется амплитудой и другими свойствами последних. Именно из него исходил в 1925 году Вернер Гейзенберг при построении своей матричной механики [33]. В общефилософском смысле этот принцип, связывающий новые знания с достижениями прошлого, является одним из основных методологических принципов современной науки [33]. В 1921 — 1923 годах 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 [34].
Правильность интерпретации периодической таблицы была подтверждена открытием в 1922 году нового элемента гафния Дирком Костером и Георгом Хевеши , работавшими в то время в Копенгагене [35]. Как и предсказывал Бор, этот элемент оказался близок по своим свойствам к цирконию , а не к редкоземельным элементам , как думали ранее [36]. Однако было очевидно, что теория Бора в своей основе содержала внутреннее противоречие, поскольку она механически объединяла классические понятия и законы с квантовыми условиями. Кроме того, она была неполной, недостаточно универсальной, так как не могла быть использована для количественного объяснения всего многообразия явлений атомного мира. Например, Бору совместно с его ассистентом Хендриком Крамерсом так и не удалось решить задачу о движении электронов в атоме гелия простейшей двухэлектронной системе , которой они занимались с 1916 года. Бор отчётливо понимал ограниченность существующих подходов так называемой «старой квантовой теории» и необходимость построения теории, основанной на совершенно новых принципах: …весь подход к проблеме в целом носил ещё в высшей степени полуэмпирический характер, и вскоре стало совершенно ясно, что для исчерпывающего описания физических и химических свойств элементов необходим новый радикальный отход от классической механики, чтобы соединить квантовые постулаты в логически непротиворечивую схему [26].
Весь Копенгаген был увешан плакатами с фото ученого, в музеях и библиотеках проходили открытые мероприятия и лекции, посвященные физике. Конечно, Дания небольшая страна, но все-таки такая сосредоточенность на научном событии, согласитесь, приятно удивляет и как-то радует. Примечательно, что национальный банк Дании выпустил монеты, посвященные юбилею теории атома. Презентация монет как раз и была намечена на тот самый понедельник, когда я нацелилась посетить альма-матер квантовой механики. Ученые института, помимо научной деятельности, читают лекции студентам, принимают экзамены и работают с аспирантами. Нильс Бор, которого еще называют одним из «отцов» ядерной физики, основал институт в 1920 году и руководил им до конца своих дней. Так вот, в тот праздничный понедельник я попала в Институт Бора безо всяких проблем — никаких проходных, никакой охраны. Казалось, что посещаю вовсе не научное учреждение, наполненное гениями и огромным количеством дорогостоящей аппаратуры, а студенческий кампус. Стены завешаны плакатами научных событий, ярмарок и выставок, а также постерами фильмов о Боре и его наследии.
После 20-минутной прогулки по главному корпусу, подумалось, что пора войти в контакт с кем-то из сотрудников. На ресепшене не удивились, а сразу же позвали штатного экскурсовода. Это была милая дама преклонных лет по имени Герти. Она отреагировала на меня воодушевленно. Я заверила даму, что мой материал прочитают многие фанаты физики и науки из России, и что всем им интересно будет вместе со мной немного прикоснуться к истории квантовой физики. Штатный экскурсовод деловито повела меня по коридору и по лестницам. Как оказалось, первая остановка — рабочий кабинет Нильса Бора. Классический скромный интерьер: зеленые драпированные стены и коричневая мебель. На одной из стен, при ближайшем рассмотрении — подборка коллективных фото всех сотрудников Института в разные годы.
Видно и самого Бора на каждом фото, вплоть до 1962 года. Моя проводница начала рассказ с того, что денег на институт дал пивовар Карлсберг. Выяснилось, что пивовар был не просто успешный предприниматель, а фанат науки и огромнейшие деньги регулярно жертвовал ученым. При этом, сам очень любил пользоваться научными достижениями в производстве.
В стране нет своих АЭС, она активно поставляет сырье на экспорт.
Ведущим производителем в последнее десятилетие выступает Казахстан. На другие два места в топ-3 в последние годы попадали Канада, Австралия и Намибия.
Нильс Бор: деятельность физика – лауреата нобелевской премии
О роли в этой истории американских денег, датского нейтралитета, новых форм организации науки и фигуре Нильса Бора, который сумел всем этим воспользоваться. Текст научной работы на тему «Бор нильс 1885–1962 датский физик-теоретик, иностранный член АН СССР, лауреат Нобелевской премии». Нильса Бора уже на студенческой скамье считали гением, но в противоположность этому титулу карьера его развивалась удивительно гладко. Однажды после очередного слабого и невразумительного выступления на коллоквиуме Нильс Бор объяснил аудитории: «Я выслушал здесь так много плохих выступлений, что прошу рассматривать мое нынешнее как месть!».
Известные высказывания Нильса Бора
- Нильс Бор: деятельность физика – лауреата нобелевской премии
- 100 лет атому Бора, отмеченные на родине знаменитой теории -
- Бор Нильс. Книги онлайн
- НИЛЬС БОР: БИОГРАФИЯ И ВКЛАД - НАУКА - 2024
Нобелевские лауреаты 2022: кто и за какие открытия получил премию
| НИЛЬС БОР: БИОГРАФИЯ И ВКЛАД - НАУКА - 2024 | Нильс Бор всемирно известен как один из самых важных учёных 20-го века за его инновационное открытие структуры атомов. |
| Бор Нильс. Большая российская энциклопедия | В 1939 году Нильс Бор сделал открытие, изменившее мир навсегда. |