Нильс Бор сообщил об открытии деления урана 85 лет назад.
#Нильс Бор
3. Датский физик Нильс Бор в 1922 году был удостоен Нобелевской премии «за заслуги в изучении строения атома». Телеграф новостей. Новости. Ведь Нильс Бор – один из основателей современной физики, член 20 академий наук мира, создатель первой теории атома, лауреат Нобелевской премии.
ФутБОРный клуб. Как великие ученые оставили след в спорте
Нильс Хенрик Давид Бор родился 7 октября 1885 года в Копенгагене, в семье профессора физиологии. С критикой этого парадокса выступил Нильс Бор, который привел свои аргументы в поддержку квантовой механики. В 1939 году Нильс Бор сделал открытие, изменившее мир навсегда. Нильс Бор писал, что этому открытию он обязан сну. Нильс Бор устроил революцию в физике и уже в 37 получил нобелевку.
Голкипер с Нобелевской премией. 12 фактов о гениальном физике Нильсе Боре
В 1910 году Нильс Бор получил звание магистра университета, через год защитил диссертацию, после чего получил докторскую степень. Начиная с 1944 года Нильс Бор включается в активную политическую борьбу. Датский физик Нильс Бор считается одной из важнейших фигур в современной физике. Нильс Бор и созданная им школа физиков положили начало новому стилю исследовательской работы в теоретической физике. Нильс Хенрик Давид Бор родился в датской столице поздней осенью 1885-го.
Нобелевские лауреаты: Нильс Бор. Физик и футболист
Нильс Бор всемирно известен как один из самых важных учёных 20-го века за его инновационное открытие структуры атомов. Нильс Хе́нрик Дави́д Бор — датский физик-теоретик и общественный деятель, один из создателей квантовой механики. Лауреат Нобелевской премии по физике (1922). 1 марта 1869 года русский ученый-энциклопедист Дмитрий Иванович Менделеев открыл периодический закон и составил систему химических элементов. История Нильса Бора и Института Нильса Бора — это история научной деятельности о том, чтобы сделать неизвестное известным. Нильс Бор устроил революцию в физике и уже в 37 получил нобелевку.
Нильс Бор, рокфеллеровские постдоки и рождение квантовой механики
В 1922 году за работу в области структуры атома и радиации Нильс Бор удостаивается Нобелевской премии по физике. Прежде чем перейти непосредственно к биографии Нильса Бора, хотелось бы описать вкратце его научные открытия и достижения. Нильс Бор с женой Маргарет, 30-е годыВ год празднования столетия теории атома, с которой, как принято считать, началась квантовая механика, мне довелось. Bor_1 Нильс Бор относится к тем выдающимся людям, великим ученым, которые повлияли на судьбы мира. Брат Нильса Бора, Харальд, тоже выступал на Олимпиаде, тоже в Лондоне, только в 1908 году и в качестве футболиста, а сам Нильс Бор вместе с братом защищал цвета футбольного клуба АБ Гладсаксе как вратарь).
103 года назад Нильс Бор предложил планетарную модель строения атома
Окончив школу в 1903 г. За экспериментальное исследование поверхностного натяжения воды студент Бор был награжден золотой медалью Копенгагенской академии наук. И хотя до окончания университета — до степени магистра — ему оставалось еще более 2 лет, золотая медаль проложила ему путь в науку, предсказала, что в мире появился физик по имени НИЛЬС БОР [Д. Данин, с. Женился Бор в 25 лет на Маргарет Нер-лунд, которая стала подлинной и незаменимой опорой мужа. У них было 6 сыновей, один из которых, Оге Бор, также стал известным физиком [Д.
Самин, с. С именем Нильса Бора связана вся история современной ядерной физики. В 37 лет он стал лауреатом Нобелевской премии «за заслуги в исследовании строения атомов и испускаемого ими излучения». В 51 год создал капельную модель ядра, введя в ядерную физику термодинамические понятия. Вторая мировая война — немецкая оккупация Дании.
В 1943 г. Нильсу Бору — 58 лет. В Соединенных Штатах он принимает участие в создании американской атомной бомбы. Когда стало ясно, что гитлеровская Германия уже не в состоянии овладеть атомным оружием, а Япония даже не пыталась его создать, Бор употребил все свое влияние, чтобы воспрепятствовать применению атомной бом- 1 Шпилянский Эдуард Маркович, д-р мед. С этой целью он беседует с президентом США Франклином Рузвельтом, ссорится с Черчиллем, борется против атомной монополии Англии и США — выдвигает идею «международного контроля» над вооружением.
Его усилия тщетны... Нильс Бор возвращается в Данию в Институт теоретической физики. Он помогает основать Европейский центр ядерных исследований и играет активную роль в его научной программе.
Фонд "Carlsberg" был основан в 1876 году Дж. Это был пилотный проект по финансированию исследований в области естествознания. Исполнительный совет фонда состоял из пяти участников, выбранных непосредственно из Датской королевской академии наук. В наше время она всё ещё действует по тем же принципам. Отец Бора Кристиан, физиолог, был частью группы учёных, работающих на Датскую королевскую академию наук.
Они встречались каждый вечер в доме Бора, чтобы обсудить свои исследования. Одним из участников был физик Кристиан Кристиансен, который позже контролировал молодого Нильса Бора во время его исследований в Копенгагенском университете. Он был членом исполнительного совета Фонда "Carlsberg" и помог Нильсу получить после защиты докторской диссертации его начальное финансирование исследований, базирующихся в Кембридже и Манчестере, Англия.
Рецензии М. Ельяшевича на 1-й том и на 2-й том. Статьи N.
Эйнштейн, Б. Подольский, В. Фок, Н. Бор, Н. Можно ли считать, что квантово-механическое описание физической реальности является полным? Эйнштейна, Б.
Подольского и Н. Розена с тем же названием.
Научные наблюдения, кажется, подтверждают теорию. The Discovery of the Big Bang 7. Пенициллин Антибиотики — это сильнодействующие лекарства, которые убивают опасные бактерии в нашем организме, вызывающие болезни. В 1928 году Александр Флеминг, участвовавший в нашем блоге «Величайшие шотландские ученые», открыл первый антибиотик, пенициллин, который он вырастил в своей лаборатории с использованием плесени и грибков. Без антибиотиков такие инфекции, как острый фарингит, могут быть смертельными. Общая структура пенициллинов Penicillin: its discovery and early development 8. Двое ученых обнаружили структуру двойной спирали ДНК.
Он состоит из двух нитей, которые переплетаются друг с другом и имеют почти бесконечное разнообразие химических паттернов, которые создают инструкции для человеческого тела. Наши гены состоят из ДНК и определяют, каковы наши вещи, например, какой у нас цвет волос и глаз. В 1962 году за эту работу они были удостоены Нобелевской премии. Периодическая таблица Периодическая таблица основана на Периодическом законе 1869 года, предложенном русским химиком Дмитрием Менделеевым. Он заметил, что при упорядочении по атомному весу химические элементы выстраиваются в группы со сходными свойствами. Он смог использовать это, чтобы предсказать существование неоткрытых элементов и отметить ошибки в атомных весах. В 1913 году Генри Мозли из Англии подтвердил, что таблицу можно сделать более точной, расположив элементы по атомному номеру, то есть количеству протонов в атоме элемента. Старейшая периодическая таблица The discovery of the periodic table as a case of simultaneous discovery 10. Квантовая теория Датский физик Нильс Бор считается одной из важнейших фигур в современной физике.
Он получил Нобелевскую премию по физике 1922 года за исследования структуры атома и за работу по развитию квантовой теории. Хотя он помог разработать атомную бомбу, он часто выступал за использование атомной энергии в мирных целях. С тех пор ученые разработали тесты, чтобы определить, есть ли у человека ВИЧ. Людей с положительным тестом призывают принять меры предосторожности, чтобы предотвратить распространение болезни. Искусственный интеллект Мы часто смотрим на искусственный интеллект с точки зрения человека, например, на роботов, которые начинают думать самостоятельно и, возможно, захватят мир , но для меня искусственный интеллект — это одно из величайших научных открытий всех времен, потому что он позволяет машинам учиться и обрабатывать больше информации, чем мы когда-либо могли, как люди. Со всеми большими данными, генерируемыми проектами геномики и электронными медицинскими записями со всего мира, компьютеры с искусственным интеллектом могут научиться выявлять закономерности во всей этой информации, что приведет к более быстрым открытиям и огромным скачкам вперед в нашем понимании болезней и способов их лечения. Глубокое машинное обучение использует «язык белков» Heading toward Artificial Intelligence 2. Медицинская визуализация Медицинская визуализация является важным инструментом клинического анализа, позволяющим врачам видеть то, что скрыто кожей и костями, для точной диагностики и лечения заболеваний. Все эти научные инновации, от рентгеновских лучей и рентгенографии до МРТ и ультразвуковых технологий, помогли сделать современную медицину наименее инвазивной, при этом обеспечивая наилучшие результаты для пациентов.
В частности, Вильгельм Рентген, немецкий физик, открыл рентгеновские лучи в 1895 году. Рентгеновские лучи проходят прямо через некоторые вещества, такие как плоть и дерево, но останавливаются другими, такими как кости и свинец. Это позволяет использовать их для обнаружения сломанных костей или взрывчатых веществ внутри чемоданов, что делает их полезными для врачей и сотрудников службы безопасности.
Не только таблица Менделеева: 6 великих открытий, сделанных во сне
Но самое интересное было дальше: когда Леви добавил раствор из первой колбы во вторую, второе сердце тоже замедлило ритм! Так немец доказал, что нервный импульс рождался с помощью вещества, которое появилось в первом растворе после реакции. Позже он выяснил, что одним из таких веществ является адреналин. Стивен Кинг и «Мизери» Не только научные открытия — идеи художественных произведений тоже приходят во сне.
Например, Стивену Кингу приснился сюжет романа «Мизери». Во сне он увидел историю о том, как известный писатель попадает в плен к фанатке-садистке. По воспоминаниям Кинга, ему снилась одинокая женщина с манией преследования.
В сарае она держала разную живность, в том числе свою любимицу — хрюшку Мизери с англ. Безумная фанатка назвала животное так в честь героини из романов своего кумира. Позже по роману сняли одноименный фильм.
Кэти Бейтс, которая сыграла ту самую фанатку, получила за него Оскар. Джузеппе Тартини и «Дьявольская соната» Итальянскому композитору Джузеппе Тартини приснилась… музыка! Во сне он продал душу дьяволу, а взамен попросил того сыграть на скрипке.
После создания Э. Резерфордом планетарной модели атома Бор показал, что устойчивость атома и многие его свойства можно объяснить, введя некоторые ограничения постулаты Бора на движение электрона в атоме. Построенная на этих постулатах 1913 и развитая затем самим Бором и другими физиками теория атома впервые объяснила не только устойчивость атома, но и сохранение им своей структуры при относительно слабых столкновениях, а также его спектры и существующие в них закономерности.
В 1923 г. Бор сформулировал принцип соответствия , определяющий границы применимости классической физики в описании квантовых систем. В том же году на основе своей теории атома он дал объяснение периодической системы химических элементов.
После создания квантовой механики Бор активно включился в разработку её основных принципов, соотношения квантовой физики с классической и в создание общей теории, внутренне непротиворечиво объясняющей известные процессы в микромире, в предельном случае переходящие в макроскопические явления. В 1927 г. Бор дал общую формулировку принципа дополнительности , утверждающего невозможность при наблюдении микромира совмещения приборов двух принципиально различных классов, соответственно тому, что в микромире нет таких состояний, в которых объект обладал бы одновременно точными значениями всех динамических величин.
Величины этих зарядов были определены при изучении прохождения электрического тока через газы. Открытие самопроизвольного распада атомов привело к представлению о сложности атома. Открытие ядер атома дало возможность Резерфорду в 1911 году построить одну из первых моделей строения атома.
Датский физик Нильс Бор 28 февраля 1913 года предложил свою теорию строения атома, в которой электрон в атоме не подчиняется законам классической физики.
В Принстоне совместно с Джоном Уилером он развил количественную теорию деления ядер, основываясь на модели составного ядра и представлениях о критической деформации ядра, ведущей к его неустойчивости и распаду. Для некоторых ядер эта критическая величина может быть равна нулю, что выражается в распаде ядра при сколь угодно малых деформациях. Теория позволила получить зависимость сечения деления от энергии, совпадающую с экспериментальной. Кроме того, Бору удалось показать, что деление ядер урана-235 вызывается «медленными» низкоэнергетичными нейтронами, а урана-238 — быстрыми. В 1938 году Бор выступил с докладом «Философия естествознания и культуры народов» на Всемирном конгрессе антропологии и этнографии. Доклад был направлен против расовой теории нацистов. Во время доклада немецкая делегация покинула зал.
Бор стал смертельным врагом третьего рейха. После оккупации Дании в апреле 1940 года возникла реальная опасность ареста Бора в связи с его полуеврейским происхождением. Тем не менее, он решил оставаться в Копенгагене, пока это будет возможно, чтобы гарантировать защиту института и своих сотрудников от посягательств оккупационных властей. Многие учёные нашли в Копенгагене первое прибежище. В октябре 1941 года Бора посетил Гейзенберг, в то время руководитель нацистского атомного проекта. Гейзенберг намекал позже, что Бор не понял, что он имел в виду, беседуя с ним. Однако сам Бор был не согласен с такой трактовкой своей беседы с Гейзенбергом. В 1961 году в разговоре с Аркадием Мигдалом он заявил: «Я понял его отлично.
Он предлагал мне сотрудничать с нацистами…» С Луисом Армстронгом 29 сентября 1943 года Бора информировали о решении немцев арестовать его вместе со всей семьёй в связи с предстоящей высылкой датских евреев в Германию. К счастью, ему удалось принять необходимые меры и той же ночью вместе с женой, братом Харальдом и другими членами семьи переправиться в Швецию, а затем самолётом в Англию, откуда вылетел в США. Бора из Швеции в Англию 6 октября 1943 года везли в люке бомбардировщика. Командиру самолёта был дан приказ: в случае приближения к ним самолётов противника открыть люк. Голова Бора была слишком велика для дужек с наушниками и микрофоном, необходимым для связи с пилотом. Поэтому Бор не услышал команду пилота надеть кислородную маску и потерял сознание. Когда Оге указал пилоту на состояние отца, тот перевёл самолёт в нижние слои атмосферы. Бор и И.
Здесь он принимает участие в работе над проектом атомной бомбы. Лаборатории по созданию атомной бомбы были размещены в Лос-Аламосе. Роль руководителя, главного аналитика исполнял Николас Бейкер - так теперь звали Бора. Работы проводились в условиях строжайшей секретности, тратились огромные средства и 16 июля 1945 года в штате Нью-Мехико была взорвана первая в мире атомная бомба. Результаты испытания были ужасающими. Американцы не замедлили продемонстрировать их в Хиросиме и Нагасаке. Бор участвовал в работе над созданием атомной бомбы вплоть до июня 1945 года. Вместе с тем, уже начиная с 1944 г.
Встреча с премьер-министром Великобритании 16 мая 1944 года не привела к каким-либо результатам. В своём меморандуме на имя президента Рузвельта 3 июля 1944 г. Впоследствии он направил в адрес руководителей США ещё два меморандума — от 24 марта 1945 г. Бор пытался донести свои мысли до Черчилля и Рузвельта и при личных встречах с ними, однако безрезультатно. Более того, эта деятельность, а также приглашение приехать на время войны в Советский Союз, полученное от Петра Капицы в начале 1944 года, привели к подозрениям в шпионаже в пользу СССР. В ноябре 1945 г. Бора по заданию советской разведки и по рекомендации П. Капицы посетил советский физик Я.
Терлецкий, который задал ему ряд вопросов об американском атомном проекте об атомных реакторах. Бор рассказал лишь то, что к этому моменту было опубликовано в открытых источниках, и сообщил о визите Терлецкого контрразведывательным службам. Эйнштейн сказал однажды: «Что удивительно привлекает в Боре как учёном-мыслителе, так это редкий сплав смелости и осторожности; мало кто обладал такой способностью интуитивно схватывать суть скрытых вещей, сочетая это с обострённым критицизмом. Он, без сомнения, является одним из величайших научных умов нашего века». Бор и Л. Ландау Внешние данные Н. Бора: Высокий рост. Телосложение спортсмена.
Скульптурная массивность черт. Одноклассники Бора называли его «медведем». Приглушенно-мягкий голос, в котором слышалась негромкая, но отчетливая непреклонность. Теплая, радушная улыбка. Мягкость и сила. Выражение глубокой задумчивости на лице. При всей серьёзности — ни следа выхоленности или профессорской достопочтенности. Могила Нильса Бора Н.
Бор был осыпан почестями: он был членом более 20 иностранных академий, 17 раз ему присуждалось звание почётного доктора, он был награждён многими медалями. Места обитания Н. Бора: дачи, виллы, горнолыжные курорты, научно-исследовательские институты, дворцы, приемные высокопоставленных лиц, огород любил полоть грядки , футбольное поле. Бор — наставник и опекун молодых физиков. Брал под свое крыло талантливых молодых людей, многим заменил отца. Преподаватель и руководитель от бога. Студенты шли к нему толпами, а ему всегда нужны были собеседники. Философ, администратор, основатель фонда, помощник политэмигрантов, основатель международных институтов физики, преданный семьянин.
Собирал средства на финансирование научных исследований. Его называли «директором атомной теории». Общественная фигура первого ранга. В своем доме принимал королеву Елизавету II, королеву Сиама, императора Японии и многих других коронованных особ.
Нильс Бор: деятельность физика – лауреата нобелевской премии
Оружие Второй мировой войны Устройство, созданное Дэвидом Б. Паркинсоном, использовалось в зенитной артиллерии для уничтожения воздушных целей… В 1940 г. Дэвид Б. Паркинсон работал в телефонной лаборатории Белла в Нью-Джерси. Он разрабатывал устройство, издающее музыкальные звуки при помощи электричества. Он увидел во сне, напоминающем кошмар, в котором он стрелял из зенитного орудия. Нацистские самолёты падали каждый раз, когда он делал выстрел. Сбоку орудия он увидел потенциометр.
Он поразмышлял над этим сном и понял, что потенциометр можно переоборудовать в «мозг» зенитного орудия. Сон и последующая разработка оружия описаны в статье Milwaukee Journal 30 мая 1945 г. В первые несколько дней использования нового оружия немцы потеряли почти 200 самолётов. Паркинсон получил президентскую премию и медаль института Франклина.
Могла это быть биология, или медицина, или химия? Обычно один профессор из того места, где студент защитил диссертацию, и другой профессор из принимающего института. При этом правила не позволяли использовать стипендию внутри одной страны — нужно было обязательно ехать за границу.
Для немецких стипендиатов это было большой проблемой, потому что победившие в войне Франция, Британия и их союзники объявили немецкой науке бойкот. Но в Европе оставалось несколько небольших нейтральных стран, в частности Дания, которые не прекратили научные контакты с проигравшей стороной. Это помогло Бору получить для своего института в Копенгагене, может быть, и не так много в смысле количества, но самых блестящих и лучше других подготовленных молодых докторов из Германии и стран, образовавшихся из расколовшейся Австро-Венгерской империи. Джон Дэвисон Рокфеллер-старший. Оценка его личности колеблется от крайне отрицательной до сверхположительной: Рокфеллера называют то безжалостным дельцом, сколотившим огромный капитал на нефтяной монополии, то великим филантропом, озабоченным благом человечества Wikipedia В Германии аналогичный центр по приему постдоков в физике возник чуть позже в Геттингене. Из Германии тоже были, но у них должны были быть другие, не рокфеллеровские источники финансирования. Немецкие же стипендиаты IEB должны были отправляться за рубеж, но не только в Данию, а, например, в Швейцарию или Испанию. А советским ученым их давали?
Так что рокфеллеровский фонд не был для них основным. Но по уставу правила фонда были сформулированы как бы для всех, то есть просто так исключить было бы неприлично. В результате получилось, что никаких институциональных грантов для советских лабораторий фонд не выделил, но молодые ученые из СССР из разных дисциплин — общим количеством примерно пятьдесят за десять лет — получили стипендии на поездку сроком на год в Европу по заявкам европейских профессоров. В том числе большинство из названных мной выше советских квантовых теоретиков. Для них главным рекомендателем и покровителем в Европе был лейденский профессор Пауль Эренфест, который до войны несколько лет проработал в Петербургском университете. Ландау на инвалидной коляске, Гамов на мотоцикле и Эдвард Теллер на лыжах, играют с сыновьями Бора, Оге и Эрнстом, перед зданием института в Копенгагене. Наверно, без этого советские квантовые исследования шли бы не так интенсивно… — Безусловно. Но они начали заниматься квантовой теорией еще до этих поездок.
И именно на основе тех первых работ, которые они опубликовали еще находясь в Советском Союзе, они и были отобраны. И когда наши физики поехали в ее главные центры, они и себя показали, и мир посмотрели, и сразу оказались включенными в международное сообщество. Для успешной социализации в науке помимо таланта очень важно еще оказаться в правильном месте и в нужное время. В СССР, после возвращения, они стали лидерами в теоретической физике на многие годы. Первую можно по-простому сформулировать: «Почему Копенгаген? Дания — страна очень маленькая. Лишних средств нет. Университет тогда был один, профессоров физики — два или три на всю страну.
Аспирантов своих они редко готовили, поскольку незачем. Если нет профессорских мест, к чему защищать докторскую диссертацию? Попробуйте теперь представить себе, каким образом, даже будучи самым гениальным из всех профессоров, но в крошечной стране, без каких-либо существенных финансовых или людских ресурсов, вы могли бы создать международный научный центр, не просто конкурирующий с главными центрами великих держав, а доминирующий в мировом масштабе в какой-нибудь важной дисциплине, например в теоретической физике? А Бор ее ставил сознательно? Благодаря своему нейтральному статусу скандинавские страны получили возможность и обязанность стать важной площадкой послевоенного восстановления международного сотрудничества и тем самым получить больший вес в мировой науке. Похожая стратегия помогла и другой скандинавской стране — Швеции — повысить престиж Нобелевских премий до максимума. Они могли в один год присудить премию французу, в другой — немцу, а потом англичанину или американцу. И тем самым заставить и тех и других признать объективный авторитет своей премии, которого в то время не могло быть у научных премий, присуждавшихся в Германии или Великобритании.
Попробуйте теперь представить себе, каким образом, даже будучи самым гениальным из всех профессоров, но в крошечной стране, без каких-либо существенных финансовых или людских ресурсов, вы могли бы создать международный научный центр доминирующий в мировой масштабе С аналогичной целью в 1919 году в Дании создали специальный фонд Раск-Эрстед для финансирования международной активности датской науки. Бор пользовался им — еще до рокфеллеровских грантов — как источником средств, чтобы пригласить нескольких молодых ученых и ассистентов. В первые годы эти ученые приезжали к нему в Копенгаген в основном из других скандинавских и нейтральных стран или из небольших стран Восточной Европы. Потому что не так-то просто было склонить даже молодого и не имеющего постоянной работы ученого, скажем, из Великобритании к идее, что ему стоит поехать в Копенгаген на год или два. В любом случае ему потом пришлось бы продолжать искать работу у себя на родине, в большой стране, в которой Данию если и замечали, то относились свысока, как к не очень важной в науке, провинциальной и не добавляющей престижа академической карьере. Но зато — и этим Бор смог воспользоваться позже — в 1920-х годах 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. Другим важным фактором, помимо скандинавской нейтральности, стала инфляция и экономические трудности в Центральной Европе. Германия вкладывала большие ресурсы в науку и по качеству подготовки докторов считала себя не имеющей равных в мире.
Существовал типичный сценарий научной карьеры, который предусматривал перемещения если и за границу, то в пределах академического пространства немецкоязычных университетов. Профессора контролировали бюджет и продвижение своих учеников, а последним важно было, чтобы их знали и ценили прежде всего в самой Германии. Но в условиях гиперинфляции в сложившейся немецкой научной системе возник провал, прежде всего на промежуточном этапе карьеры, который назывался «приват-доцент», между защитой диссертации и получением первой профессорской ставки. В условиях экономического кризиса, когда немецкие профессора потеряли возможность поддерживать на прежнем уровне работу своих молодых учеников, перспектива получения рокфеллеровской стипендии стала для последних необычайно привлекательной. Так что третьим фактором стали филантропические, прежде всего американские, деньги и постдокторантские стипендии. Лев Ландау и Георгий Гамов во дворе дома третьего великого физика Нильса Бора в Копенгагене, где они проходят стажировку. Посередине сын Нильса Бора. Копенгаген, Дания, 1929 год Wikipedia — Насколько велика была стипендия?
Насколько безбедно человек в Дании мог на нее жить? Тогда это были очень приличные деньги, примерно соответствовавшие зарплате экстраординарного профессора в Германии, но только временные, потому что стипендию можно было получить на год и иногда продлить на второй, но не дольше. При этом из-за бойкота немецких или австрийских ученых совсем не ждали во Франции или Великобритании. Возможных мест, где их могли принять, было сравнительно немного. Копенгаген для некоторых них — или для их профессоров — представлялся удобным вариантом того, что сейчас бы назвали научным «офшором». Нейтральная страна хоть и имевшая прежде конфликт с Германией, но не воевавшая в последней войне , культурно и географически близкая, где тебя вполне гостеприимно встретят, куда можно поехать, не теряя связи с академической жизнью на родине, и при этом получить щедрую американскую стипендию.
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. Даже если их после этого взаимодействия разнести на любое расстояние, изменение одной частицы мгновенно, быстрее скорости света, повлечет за собой изменение другой. Эйнштейн не соглашался с квантовой теорией. По его мнению, весь мир должен был подчиняться классической физике, а значит, ничто не должно превышать скорости света.
Лауреат Нобелевской премии по физике за 1922 год. Родился в 1885 году в семье профессора физиологии Христиана Бора, дважды номинировавшегося на Нобелевскую премию.
Учился в Копенгагенском университете, где изучал физику, химию и математику. В 1911 году стажировался в Англии, где работал под руководством отца ядерной физики Эрнста Резерфорда. После возвращения в Копенгаген в 1912 году преподавал в университете и разрабатывал квантовую теорию строения атома. В 1916 году возглавил кафедру теоретической физики в Копенгагенском университете и добился открытия Института теоретической физики. В 1922 году он получил Нобелевскую премию по физике «за заслуги в изучении строения атома».
Помощь Нильса Бора
Но чтобы в этот момент тут же оказался оператор с камерой, готовый заснять все эти волнующие события на пленку, — уж этому, увольте, я не поверю! Нильс Хенрик Давид Бор 7 октября 1885 — 18 ноября 1962. Гений и гармония Размышляя о Нильсе Боре, отдыхаешь душой. В этих редчайших из редких случаях боги наделяют своего любимца доблестями, свободными от тех пороков, кои обычно считаются их естественным продолжением: они наделяют счастливца своеобразием без экстравагантности, благородством без истеричности, независимостью без властолюбия и даже умом теоретика без косорукости. Боги демонстрируют нам, что самые, казалось бы, противоположные достоинства на самом деле не более чем дополнения: в своем эталонном экземпляре они соединяют скромнягу и лидера, уравновешенного традиционалиста и неустрашимого революционера, тогда как в нормальных случаях наиболее неукротимые революционеры выходят из психопатов, ибо именно для них наиболее невыносимы все традиционные узы. Идеальная наука Только… Возможны ли вообще революции в науке, где, как считают твердокаменные рационалисты, вроде Карла Поппера, царит эксперимент и разумное убеждение? Высокочтимый в начале 20 века Эрнст Мах очень убедительно сформулировал, какой должна быть идеальная наука: ученым не следует спорить о том, кто прав, чья модель лучше отражает реальность, ибо все мы имеем дело не с реальностью, но лишь с порождаемыми ею комплексами ощущений.
Поэтому дело науки только давать наиболее «экономные» описания изучаемых комплексов, изгоняя из своего языка все, чего нельзя увидеть, потрогать, понюхать, полизать. И Мах был бы совершенно прав, если бы потребность в экономии мышления была единственной человеческой потребностью. Но, увы, человеку нужна еще и всегда иллюзорная, но от того не менее необходимая психологическая уверенность, что в мире все в основном действительно обстоит так, как ему представляется в его воображении. Ученые и художники Однако и ученые всего лишь люди. Боюсь, Планк прав. Боюсь, пресловутый махизм очень хорош для взламывания стереотипов, но почти бесполезен для поиска и созидания.
Но это лишь на первый взгляд: речь ученых фанатиков всегда пересыпана такими выражениями, как «красота», «гармония», «захватывающее приключение», «святая любознательность», «волшебная сказка», «смелая предприимчивость». При этом Эйнштейн прямо объявлял математику искусством ухода от существа дела хотя о каком еще «существе дела» может идти речь, если математика позволяет экономно описывать собранные факты? Бор же в силу своей деликатности и, так сказать, принципиального плюрализма столь резко не высказывался, но во всех своих эпохальных открытиях использовал предельно простые, можно сказать, будничные аналогии капля, чаша с шарами. Его выдающиеся коллеги без конца говорили о его гениальной интуиции, но что такое интуиция, как не обладание моделями, которыми мы умеем пользоваться, но не умеем передать другим? То есть к наипримитивнейшей реальности обыденной жизни. Наука как миф Среди гуманитариев довольно популярно, если не сказать модно, эпатажное утверждение А.
Ну, о том, скучно или наоборот захватывающе интересно живется внутри этого мифа, могут судить только те, кто им зачарован. А вот насчет эквивалентности науки всем прочим мифам… Я уж не стану говорить о такой очевидности, как ее уникальные практические достижения, но уже и своей предельной консервативностью, своим стремлением без крайней необходимости не обновлять арсенал используемых образов аналогий наука являет собой все-таки тоже уникальную систему грез. Если все прочие мифологические системы свободны использовать любые эффектные образы, ни в чем не стесняя своей фантазии, то наука требует придерживаться максимально медленного эволюционного пути: даже в тех случаях, когда без привлечения новых аналогий, новых моделей обойтись уже совершенно невозможно, новые конструкции, новые абстракции все равно должны быть максимально сходны с образцами предыдущих слоев.
Видимо, сказывается само определение планетарной модели Бора-Резерфорда. Таким углублённым познаниям мы обязаны теории, которая получила название «Концепция дополнительности», а её автором является датский физик Нильс Бор. Это принцип, который был разработан им уже после создания и обоснования другого важнейшего постулата — Принципа соответствия. А в 1922 году за успехи в изучении атома ему была присуждена Нобелевская премия по физике. Непознаваемый микромир, который удаётся познавать Сталкиваясь с явлениями микромира, люди оказываются в среде, где теряют смысл любые объяснения и представления как таковые.
Как бы мы ни пытались представить себе атом — мы порождаем лишь какую-то модель, создаём интерпретацию, которая может иметь смысл только на уровне абстрактных величин. Мы можем построить какой-то воображаемый атом, но наша модель всегда остаётся лишь моделью, имеющей отношение более к уровню развития наших представлений, чем к самим объектам микромира. Бор создал схему заполнения электронных орбит. В настоящее время так никто уже не считает, поскольку неопределённость координаты электрона в атоме подобна размерам самого атома. В конце 20-х годов XX века физики уже создали достаточно современную модель взгляда на микромир и мироздание в целом. Появилась квантовая механика. Во многом она опиралась на боровскую теорию соответствия. Однако сами теории оперировали умозрительными построениями, которые нельзя было связать с опытом.
Механика Ньютона на службе теоретической физики XX века Работая над этой проблемой, Бор пришёл к выводу о необходимости использования отдельных элементов обычной классической механики в виде дополнений к квантовой теории поля, волны и вещества. В 1925 году он уже принял дуализм волны-частицы. В основу дополнительности лёг корпускулярно-волновой дуализм и принцип неопределённости. В микромире нет состояния, когда объект имел бы точные динамические характеристики, относящиеся к двум определённым классам, взаимно исключающим друг друга. Другими словами, абстрактный и умозрительный «измерительный прибор» влияет на результаты измерений.
Закончилось тем, что Бор вскоре уехал от Томпсона в Манчестер к новому знакомому Резерфорду.
Резерфорда все читатели, надеюсь, помнят по планетарной модели атома из курса школьной физики. Именно общение с учителем и, впоследствии, другом Резерфордом и привело к появлению теории атомов. Прошло всего 3 месяца со дня переезда в Манчестер, и когда кто-то из студентов просил Резерфорда объяснить, как устроен атом, тот отвечал: «Спросите у Бора». В 1922 году датскому ученому была присуждена Нобелевская премия по физике. Альберт Эйнштейн писал о модели Бора: Было так, точно из-под ног ушла земля, и нигде не было видно твердой почвы, на которой можно было бы строить. Мне всегда казалось чудом, что этой колеблющейся и полной противоречий основы оказалось достаточно, чтобы человеку с гениальной интуицией и тонким чутьем — Бору — найти главнейшие законы спектральных линий и электронных оболочек атомов… Это кажется мне чудом и теперь.
Это — наивысшая музыкальность в области мысли. Граждане Дании соотечественника-лауреата чествовали как ненормальные, тот же продолжал трудиться над теоретическими выкладками еще много последующих лет. Главным же своим научным достижением Бор считал принцип соответствия, который стал одной из основ методологии современной науки. Хотя, конечно, наследие гения гораздо шире. Фигура Бора вызывала мой интерес давно. Во многом, потому что он был не только великим физиком, но и гуманистом, а также философом.
Во времена подъема Рейха ряд ученых во имя науки начали работать над развитием ядерной физики и созданием оружия массового поражения нового поколения — атомной бомбы. Бор, спасаясь от нацистов в разгар Второй мировой, хоть и был вынужден некоторое время сотрудничать по аналогичным проектам в США, все-таки выражал категоричную позицию и говорил об атомной угрозе с политиками на самом высоком уровне, вплоть до Рузвельта. Особенно после того, как прогремели Хиросима и Нагасаки, а ядерные испытания проводились по всему миру чуть ли не «на заднем дворе» и в США в том числе. В 1950 году Бор написал открытое послание в ООН и выразил обеспокоенность продолжающейся огромными темпами милитаризацией атома, а также разобщением ученых. Как мы знаем, это не сильно помогло. За дружбу с Петром Капицей Бора считали шпионом, холодную войну остановить было уже никак невозможно, но позиция ученого достойна уважения.
Бор был уникальным по научным и коммуникативным способностям человеком. Он много времени посвящал созданию международного сотрудничества в области физики, главным результатом этих усилий стало появление полноценного сообщества ученых многих стран, в том числе из СССР. В частности, его учеником был Лев Ландау.
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. Это наивысшая музыкальность в области мысли. Он оставался в Манчестере с осени 1914 до лета 1916. В это время он пытался распространить свою теорию на многоэлектронные атомы, однако скоро зашёл в тупик. Уже в сентябре 1914 он писал: Для систем, состоящих из более чем двух частиц, нет простого соотношения между энергией и числом обращений, и по этой причине соображения, подобные тем, которые я использовал ранее, не могут быть применены для определения «стационарных состояний» системы.
Я склонен полагать, что в этой проблеме скрыты очень значительные трудности, которые могут быть преодолены лишь путём отказа от обычных представлений в ещё большей степени, чем это требовалось до сих пор, и что единственной причиной достигнутых успехов является простота рассмотренных систем. В этом проявилась ограниченность круговых орбит, рассматриваемых в его теории. Преодолеть её стало возможно лишь после того, как в начале 1916 Арнольд Зоммерфельд сформулировал обобщённые квантовые условия, ввёл три квантовых числа для орбиты электрона и объяснил тонкую структуру спектральных линий , учтя релятивистские поправки. Бор сразу же занялся коренным пересмотром своих результатов в свете этого нового подхода [24]. Дальнейшее развитие теории. Принцип соответствия 1916—1923 [ ] Летом 1916 Бор окончательно вернулся на родину и возглавил кафедру теоретической физики в Копенгагенском университете.
В апреле 1917 он обратился к датским властям с просьбой о выделении финансов на строительство нового института для себя и своих сотрудников. Несмотря на большую занятость административными делами, Бор продолжал развивать свою теорию, пытаясь обобщить её на случай более сложных атомов, например, гелия. В 1918 в статье «О квантовой теории линейчатых спектров» Бор сформулировал количественно так называемый принцип соответствия , связывающий квантовую теорию с классической физикой. Впервые идея соответствия возникла ещё в 1913 , когда Бор использовал мысль о том, что переходы между стационарными орбитами с большими квантовыми числами должны давать излучение с частотой, совпадающей с частотой обращения электрона [26]. Начиная с 1918 , принцип соответствия стал в руках Бора мощным средством для получения новых результатов: он позволил, следуя представлениям о коэффициентах Эйнштейна, определить вероятности переходов и, следовательно, интенсивности спектральных линий; получить правила отбора в частности, для гармонического осциллятора ; дать интерпретацию числу и поляризации компонент штарковского и зеемановского расщеплений [27]. Впоследствии Бор дал чёткую формулировку принципу соответствия: …«принцип соответствия», согласно которому наличие переходов между стационарными состояниями, сопровождающихся излучением, связано с гармоническими компонентами колебания в движении атома, определяющими в классической теории свойства излучения, испускаемого вследствие движения частицы.
Таким образом, по этому принципу, предполагается, что всякий процесс перехода между двумя стационарными состояниями связан с соответствующей гармонической компонентой так, что вероятность наличия перехода зависит от амплитуды колебания, поляризация же излучения обусловлена более детальными свойствами колебания так же, как интенсивность и поляризация излучения в системе волн, испускаемых атомом по классической теории вследствие наличия указанных компонент колебания, определяется амплитудой и другими свойствами последних. Именно из него исходил в 1925 Вернер Гейзенберг при построении своей матричной механики [29]. В общефилософском смысле этот принцип, связывающий новые знания с достижениями прошлого, является одним из основных методологических принципов современной науки [29]. В 1921 — 1923 в ряде работ Бору впервые удалось дать на основе своей модели атома, спектроскопических данных и общих соображений о свойствах элементов объяснение периодической системы Менделеева , представив схему заполнения электронных орбит оболочек, согласно современной терминологии [30]. Правильность интерпретации периодической таблицы была подтверждена открытием в 1922 нового элемента гафния Дирком Костером и Георгом Хевеши , работавшими в то время в Копенгагене [31]. Как и предсказывал Бор, этот элемент оказался близок по своим свойствам к цирконию , а не к редкоземельным элементам, как думали ранее [32].
В 1922 Бору была присуждена Нобелевская премия по физике «за заслуги в изучении строения атома» [33]. В своей лекции «О строении атомов» [34] , прочитанной в Стокгольме 11 декабря 1922 , Бор подвёл итоги десятилетней работы. Однако было очевидно, что теория Бора в своей основе содержала внутреннее противоречие, поскольку она механически объединяла классические понятия и законы с квантовыми условиями. Кроме того, она была неполной, недостаточно универсальной, так как не могла быть использована для количественного объяснения всего многообразия явлений атомного мира. Например, Бору совместно с его ассистентом Хендриком Крамерсом так и не удалось решить задачу о движении электронов в атоме гелия простейшей двухэлектронной системе , которой они занимались с 1916. Бор отчётливо понимал ограниченность существующих подходов так называемой «старой квантовой теории» и необходимость построения теории, основанной на совершенно новых принципах: …весь подход к проблеме в целом носил ещё в высшей степени полуэмпирический характер, и вскоре стало совершенно ясно, что для исчерпывающего описания физических и химических свойств элементов необходим новый радикальный отход от классической механики, чтобы соединить квантовые постулаты в логически непротиворечивую схему.
Принцип дополнительности 1924—1930 [ ] Альберт Эйнштейн и Нильс Бор. Брюссель 1930 Новой теорией стала квантовая механика , которая была создана в 1925 — 1927 годах в работах Вернера Гейзенберга , Эрвина Шрёдингера , Макса Борна, Поля Дирака [35].