Квантовая модель атома. Нильс Бор. Квантовый загранпаспорт.
Шрифт:
Зато ущерб от Второй мировой войны оказался тяжелым вдвойне. Преследование так называемой «еврейской» науки гитлеровским режимом поставило Бора перед моральным выбором. В итоге он принял решение воспользоваться своими связями и источниками финансирования и помочь бежать как можно большему числу преследуемых немецких ученых. Дальнейшая эскалация военного конфликта привела его к активному участию в создании атомной бомбы, в Проекте Манхэттен.
Пока война набирала обороты, произошла одна из самых известных встреч в истории физики XX века — встреча Бора и его бывшего ученика и друга Вернера Гейзенберга, которого нацисты
После Хиросимы и Нагасаки Бор начал битву за мир, разоружение и интернационализацию науки и занял важную позицию в международной политике первых лет холодной войны. В этом Бор не был одинок. Многие его современники ввязались в неразрешимый моральный конфликт, поставивший в трудное положение тех, кто мечтал о научном прогрессе. Многие упрекали Бора в наивности. Он предлагал то, что радикально отличалось от последующего хода событий холодной войны. Бор считал, что мир возможен, только если страны откажутся от закрытости своих технических и научных разработок, особенно в том, что касается вооружения. А когда нет стран, превосходящих другие по вооружению, нет агрессоров, и мир обеспечивается на глобальном уровне.
«Быть или не быть, вот в чем вопрос». Как и принц Гамлет, Бор сталкивался с этой дилеммой много раз за свою карьеру. Но он был далек от озлобленности и мрачного безумия, в которых пребывал шекспировский персонаж, искавший мира в несуществующем прошлом. Бор пытался реализовать свои принципы и превозмочь научные, философские и социальные противоречия, призвав на помощь воображение, ответственность и творчество. Таким он и остался в истории: Бор считается отцом поколения, изменившего физику.
1885 7 октября в Копенгагене на свет появляется Нильс Хенрик Давид Бор.
1911 Защищает в Копенгагенском университете докторскую диссертацию по электронной теории металлов.
1912 Переезжает в Манчестер, где с небольшими перерывами живет до 1916 года. Женится на Маргрет Норлунд.
1913 Формулирует свою модель атома.
1918 Удостаивается звания профессора в Копенгагене.
1918 Формулирует принцип соответствия.
1921 В Копенгагене открывается Институт теоретической физики.
1922 Бор удостаивается Нобелевской премии по физике за работу в области структуры атома и радиации.
1924 Начало сотрудничества, а также дружбы с Вернером Гейзенбергом.
1925 В своей первой статье Гейзенберг формулирует новую квантовую механику. Через год и Эрвин Шрёдингер публикует подтвердившуюся теорию. Эта трехсторонняя дискуссия (при участии Бора) дает в результате так называемую 4копенгагенскую интерпретацию» основ квантовой механики; Шрёдингер и Эйнштейн ее не признавали.
1927 Бор формулирует принцип дополнительности в Комо (Италия).
1932 «Чудесный год» для ядерной физики: открытие нейтрона и позитрона, запуск первого ускорителя частиц; все это происходит в Кембридже.
1933 До конца Второй мировой войны Бор находит в дружественных странах убежище
1935 Запускает проект по созданию ускорителя частиц в Дании.
1939 Открытие расщепления ядра.
1943 Бор с женой переезжают в США.
1945 Атомная бомбардировка Хиросимы и Нагасаки. Бор начинает кампанию за «Открытый мир».
1947 Становится кавалером Ордена Слона, высшей национальной награды Дании.
1982 Умирает 18 ноября в Копенгагене.
1985 Институт теоретической физики получает название Института Нильса Бора.
ГЛАВА 1
Бор играет с электронами
По мере своего развития наука погружалась в сферу все более мелких частиц: сперва атомов, а затем крошечных электронов. В начале XX века электроны были недавним открытием и представляли собой целую вселенную, которую требовалось исследовать. Им и посвятил свою докторскую диссертацию молодой Нильс Бор, показав себя подающим надежды и оригинальным ученым.
Нильс Бор провел свои первые исследования в Дании, в маленькой по сравнению с крупными европейскими державами XIX века стране. Это небольшое скандинавское государство — родина викингов и колыбель писателей вроде Ханса Кристиана Андерсена (1805-1875), чьи сказки снискали мировую славу, философа-экзистенциалиста Сёрена Кьеркегора (1813-1855) и Карен Бликсен (1885-1962), которая подписывала свои работы псевдонимом Исак Динесен. Среди знаменитых датских ученых выделяются астроном Тихо Браге (1546- 1601), физики Ханс Кристиан Эрстед (1777-1851), чьи работы по нахождению связи между электричеством и магнетизмом сделали его одним из родоначальников электромагнетизма, и Людвиг Валентин Лоренц (1829-1891), прославившийся работами в областях оптики, электричества и термодинамики. К этому списку известных лиц следует добавить Нильса Хенрика Давида Бора, одного из самых влиятельных датчан в истории XX века.
Нильс Бор родился 7 октября 1885 года в неоклассическом особняке в центре Копенгагена, который его дед со стороны матери, состоятельный еврейский банкир, купил примерно десятью годами ранее. Его отец, Кристиан Бор (1855-1911), читал лекции по физиологии в Копенгагенском университете, где был профессором и ректором, следуя академической традиции, установленной семейством Боров в XIX веке. Так, Кристиан Фредрик (1773-1832) являлся членом Академии наук Швеции и Норвегии; Петер Георг (1776-1846), прадедушка Нильса, читал лекции по теологии, а Хенрик Георг Кристиан (1813— 1880), дедушка, был профессором и ректором гимназии Вестенске в Копенгагене. Все это позволяет представить Нильса как члена обеспеченной интеллектуальной семьи конца XIX века.
Его мать, Эллен Адлер (1860-1930), принадлежала к первому поколению датчанок, которым было разрешено обучаться в университете, хотя и с некоторыми ограничениями. В академических кругах считалось, что эта уступка по отношению к «слабому полу» может снизить качество университетского образования. Чтобы гарантировать женщинам успех в обучении, им была выделена дополнительная помощь в лице персональных наставников. Так Эллен познакомилась с преподавателем физиологии Кристианом Бором, который затем стал ее мужем.