Нильс Бор

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. Он, без сомнения, является одним из величайших научных умов нашего века».

В ходе занятия вы узнаете о жизни и научных открытиях Нильса Бора.

Нильса Бора называют одним из создателей современной физики. Он прославился как философ и мыслитель, искавший и нашедший ответы на вечные вопросы в явлениях окружающего физического мира.

Нильс Хенрик Давид Бор родился в Копенгагене осенью 1885 года. Семья будущего учёного числилась среди местной элиты. Его отец Христиан Бор дважды оказывался среди претендентов на премию Нобеля за открытия в медицине и физиологии. Он преподавал в Копенгагенском университете и дослужился до высшего учёного звания — профессор.

Христиан Бор возил Нильса и его младшего брата Харальда по удивительным местам страны — маякам, судоверфям и часовым башням. И всякий раз повторял: «В мире много тайн. Учитесь видеть незримое!»

Семейство Бор пользовалось уважением не только в банкирских, но и в политических и культурных кругах. Родители Бора были интеллектуалами и весьма гостеприимными, общительными людьми. Нильс вырос в доме, где часто собирался цвет научной интеллигенции, местная элита.

Начальное образование Нильс получил в Гаммельхольмской грамматической школе, которую окончил в 1903 году. В школьные годы он был заядлым футболистом; позднее увлекался катанием на лыжах и парусным спортом.

В 18 лет 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.

Преподаватели университета считали, что молодого исследователя ждёт великое будущее, а его дипломная работа о поверхностном натяжении воды получила золотую медаль. Нильсу Бору вручили её от Королевской академии наук.

В 26 лет, став доктором наук и получив стипендию стажёра, Нильс Бор отправился в Кембридж. В старейшем английском университете он мечтал поработать под началом нобелевского лауреата сэра Джозефа Томсона в легендарной Кавендишской лаборатории.

Однако сотрудничество не сложилось: Томсона не заинтересовал молодой датчанин, с ходу указавший на ошибку в одной из его работ и к тому же плохо говоривший по-английски.

Томсон был автором модели атома, в которой атом представлялся как шар с положительно заряженным веществом внутри, а в этом веществе, как изюм в булочке, находились отрицательно заряженные электроны. Бор не мог согласиться с этой моделью и обосновал Томсону её ошибочность. Тот затаил обиду и на себя, и на слишком умного гостя. Физики расстались молча, с неприятным осадком в душе.

В это же время Нильс Бор устроился на работу в лабораторию другого выдающегося учёного — Эрнеста Резерфорда. Вместе они работали над планетарной моделью атома. Резерфорд удивлялся нестандартному подходу Бора к проблемам.

Познакомились они ещё в те времена, когда Бор учился в университете. Там он был известен своим нестандартным подходом к решению научных проблем. Об этом есть один исторический анекдот. Но сначала давайте узнаем, что такое барометр. Это прибор для измерения атмосферного давления.

Во время экзамена Резерфорд спросил у Нильса Бора: «Объясните, каким образом можно измерить высоту здания с помощью барометра?».

Ответ студента был таким: «Нужно подняться с барометром на крышу здания, спустить барометр вниз на длинной верёвке, а затем втянуть его обратно и измерить длину верёвки, которая и покажет точную высоту здания».

С одной стороны, ответ был абсолютно полным и верным! С другой стороны, экзамен проводился по физике, а ответ имел мало общего с применением знаний в этой области.

Со второй попытки Нильс Бор предложил подняться с барометром на крышу и бросить его вниз, замеряя время падения. Затем, используя формулу, вычислите высоту здания. К этому ответу было сложно придраться, ведь Бор использовал законы физики.

Но у Бора был ещё один прекрасный и очевидный вариант решения задачи. Он сказал: «Возьмите барометр с собой, найдите управляющего и скажите ему: «Господин управляющий, у меня есть замечательный барометр. Он ваш, если вы скажете мне высоту этого здания».

Спустя год работы в Англии Нильс Бор вернулся в Копенгаген и продолжил работу по изучению атома.

Всего за несколько лет он не только развил и уточнил теорию строения атома, но и добился создания в Копенгагене Института теоретической физики, носящего ныне его имя.

Самое удивительное, что институт, как и сам Бор, редко работал по графику. А если озарение приходило к учёному среди ночи, он будил и жену, и добрую половину своих коллег. «Срочно ко мне! - кричал Нильс в телефонную трубку. - Будем мыслить!»

Коллеги очень любили Бора за человечность и отменное чувство юмора. В учреждённом им институте отношения в коллективе напоминали семейные: Нильс искренне интересовался жизнью сотрудников, был чрезвычайно доброжелательным и гостеприимным.

В 1913 году Нильс Бор предложил ядерную модель строения атома. Эту модель часто называют «планетарной» потому что в ней, подобно тому как планеты вращаются вокруг Солнца, электроны движутся вокруг ядра. Но такой атом не может быть устойчивым: под действием притяжения ядра каждый электрон движется с ускорением, а ускоренно движущийся заряд должен излучать электромагнитные волны, теряя при этом энергию.

Такая «радиационная неустойчивость» атома катастрофична: примерно за стомиллионную долю секунды все электроны должны были бы потерять энергию и упасть на ядро. Возникла проблема, которая могла показаться неразрешимой.

Но Нильс Бор с нею справился. Он предположил, что в атомах существуют такие орбиты, двигаясь по которым электроны не излучают. Излучение происходит только при переходе электрона с одной устойчивой орбиты на другую.

В 1922 году за достижения в разработке строения атомов и их излучения Нильсу Бору вручили Нобелевскую премию.

В 1930-е годы Бор заинтересовался ядерной физикой, и начал исследования в этом направлении.

Во время исследований Нильс Бор узнал, что уран-235 может расщепляться, высвобождая невиданную энергию. Это открытие послужило отправной точкой для разработки атомной бомбы.

Во время войны Бор оказался на оккупированной немцами территории, и поначалу работал, как обычно. Но потом понял, что с его «полуеврейской» национальностью лучше держаться от нацистов подальше. К тому же, его предупредили, что арест неизбежен. Нильс Бор бежал в Швецию, а оттуда в Британию.

Бор считал, что технически невозможно создать атомную бомбу, но в Америке уже началась разработка смертоносного оружия. США обратились за помощью к учёному, и он вместе с сыном прибыл в Соединённые Штаты Америки.

Нильс Бор стал самым именитым среди учёных, задействованных в разработке бомбы. Ему принадлежит авторство многих разработок. Однако приближался конец войны, и учёный понимал, что это оружие имеет разрушительную силу, и применять его нельзя. Бор сумел добиться, чтобы ему организовали встречу с президентом США Рузвельтом, а потом и премьер-министром Британии Черчиллем. Нильс Бор хотел убедить двух глав государств в том, что нужно контролировать гонку вооружений, но все его усилия были напрасными.

В 1955 году Бору исполнилось 70 лет. В этом возрасте обязательно уходят в отставку, и учёный распрощался со своим профессорским постом, но по-прежнему остался руководителем учреждённого им института.

За год до своей смерти Нильс Бор издал книгу под названием «Атомная физика и человеческое познание», ставшую самым фундаментальным трудом учёного. Физик прекрасно понимал, какую разрушительную силу имеет созданное им оружие, поэтому часто выступал в средствах массовой информации, призывал к мирному использованию атома, и энергии, производимой его расщеплением, предупреждал, какую опасность несёт оружие, созданное на основе этой реакции.

Скончался Нильс Бор в родном Копенгагене в 1962 году во сне, из-за остановки сердца.

«Мы должны помнить, что каждый из нас — часть природы, — написал незадолго до смерти Нильс Бор. — Жить в гармонии с ней — наш великий долг и главная цель».