вопросы атома, и в 1922 году Бору присудили Нобелевскую премию в области

физики “За заслуги в исследовании строения атомов и атомного излучения”. Его

нобелевская речь была обзором всего существующего, всего, что было достигнуто

квантовой теорией строения атома, но при этом он четко давал понять, что

теория находится в начальной стадии своего развития и что основные проблемы

еще впереди. Блестящим подтверждением правильности новой теории явилось

известие о получение нового 72-го элемента Периодической системы элементов

Д.И. Менделеева, существование которого предсказывала квантовая теория. Этот

элемент назвали Гафний, в честь древнего названия Копенгагена - Хавн (havn -

гавань).

СОЗДАНИЕ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ.

Полнейший развал физики ХХ века казалось был немного приведен в порядок.

Однако этот порядок достиг рубежа за которым появлялось все больше различных

“но” которые не вписывались в рамки существующей теории атома. В теории

использовались одновременно как классические, так и квантовые понятия, что

приводило к явной незавершенности учения. Все ждали разрешения проблем.

Теория Бора была лишь промежуточным звеном между классикой и чем-то

совершенно новым. Положение, в котором находилась теоретическая физика

вызывало чувство грусти и безнадежности. Ученые заново начали проверять все,

что только можно было подвергнуть сомнению. На кон был даже поставлен закон

сохранения энергии. Бор связывал большие надежды в решении этой проблемы со

своими молодыми сотрудниками: Паули, Гейзенбергом, Дираком, Шредингером. Как

ученый, он на удивление прекрасно чувствовал себя в окружении большого

количества ученых, он работал, руководил группой очень остроумных людей,

которые в свободной, порой даже в шутливой обстановке пытались разгадать

загадки природы атома. Такой стиль работы впоследствии был назван

“Копенгагенским стилем”.

Первым результатом напряженной работы стал принцип “Запрета Паули” который

утверждал, что в определенном квантовом состоянии может находиться не более

1-го электрона. Этот принцип сразу пролил свет на теорию строения атома и на

периодичность химических и физических свойств элементов. За этот принцип

Паули была присуждена Нобелевская премия мира, правда в последствии - за 1946

год. Последующие два года 1922-1924 года длились в мучительных поисках

решения проблем квантования, в течение которых у Бора было два приятных

события:

1-ое у него родился четвертый сын (всего их было 5)

2-ое: Кембриджское философское общество приняло его в свои члены.

Осенью 1924 года началось то, чего ученый мир ждал с надеждой и тревогой.

Сложность квантовой теории достигла предела, ее буквально разрывали

внутренние противоречия. И вот в институте Бора появляется человек, который

раньше не занимался проблемами атома, но лишь вступив в стены Института сразу

же взялся за работу. Это был Гейзенберг. Его гениальность проявилась в том,

что он предложил заменить все ненаблюдаемые величины для электрона

(координаты, скорость, частоту обращения) наблюдаемыми, которые можно

измерять в непосредственном эксперименте (частота спектральных линий,

интенсивность) - так называемый “Гейзенберговский формализм”. Идею

Гейзенберга подхватил Борн и пришел к выводу, что “Гейзенберговский формализм

идентичен матричному исчислению, хорошо известному в математике. В результате

совместных действий Гезенберга, Борна и Иордана была создана матричная

механика. Последний шаг в решении проблем квантования сделал Шредингер.

Введенные им собственные значения, а также рассмотрение электрона не как

частицы, а как распределение плотности вероятности привели Бора в глубокое

волнение. Взволновался он потому, что поначалу казалось, что волновая

механика Шредингера и матричная Гейзенберга несовместимы. Однако все

закончилось благополучно. Гейзенберг сформулировал свое соотношение

неопределенностей, а Шредингер записав впервые свое волновое уравнение

заложил основы для создания совершенно новой науки - квантовой механики. Как

только были описаны все основы нового направления все стало на свои места.

Теперь легко объяснялись правила квантования, принцип запрета Паули,

периодическая система элементов Д.И. Менделеева.

В 1927 году в Италии в г. Комо состоялся Международный физический конгресс.

На конгрессе главным был доклад Бора на тему “Квантовый постулат и новейшее

развитие атомной теории”. В своем докладе Бор сформулировал принцип, который

смог ответить на все вопросы, которые в то время стояли перед теорией атома.

Это был принцип дополнительности, который гласил, что любой предмет может

проявлять себя как частица, так и как волна. Этот принцип сразу вошел в

обиход физических понятий, и применялся не только в физике, но и в других

науках.

Сейчас можно с уверенностью сказать, что наука которая была создана всего за

два с половиной года в корне изменила наше миропонимание. Оказалось, что

исходя из принципа неопределенности невозможно однозначно предсказать исход

опыта, а лишь можно судить о вероятности того или иного результата. Новая

теория вызывала много возражений. Многие ученые так и не приняли ее: это были

Луи де Бройль, Шредингер, Планк, Лауэ, Эйнштейн. Официальные творцы квантовой

механики: Гейзенберг, Дирак, Борн, Шредингер. И, хотя имя Бора не

упоминается, все признают, что именно в “копенгагенском котле”, которым

управлял Бор была сварена новая наука. И именно Бора следует считать творцом

квантового мировоззрения.

БОР И СЕМЬЯ.

Заслуга Бора в науке несомненно была грандиозная. Однако раскрылся он не

только как талантливый ученой, организатор, но и как прекрасный семьянин и

отец. К людям и к жизни Бор был не менее любознателен, чем к проблемам науки.

С детьми он был ласков и добр и постоянно, как и его отец, Христиан Бор,

приучал их к труду. Семья у него была не маленькая: пять сыновей и одна дочь.

Дети сами вспоминали потом, что для них отец в первую очередь являлся лучшим

другом, который открывал перед ними большой и интересный мир. “Больше всего,

- пишет Ханс Бор, - в моей памяти остались вечера, когда отец читал вслух или

мы, дети, собирались вокруг него и засыпали кучей вопросов, на которые он с

удовольствием отвечал.

Бор никогда не работал по графику. Он мог думать о работе и в праздники, и во

время лыжных прогулок и даже ночью. Обладая огромной работоспособностью, он

тем самым вынуждал своих ассистентов выдерживать большие нагрузки, для

обеспечения нормальной работы шефа. Тяжело было также потому, что у Бора не

получалось одновременно думать и писать, отсюда его помощники писали под

диктовку его статьи, которые по много раз переписывались и корректировали.

Интересно также понимание Бором проблем психологии. Дирак вспоминал: “Как-то

раз на прогулке Бор обратил внимание на то, что когда он ударяет своей

тростью по земле, то кажется что чувство осязания находится не в руке, а на

конце палки. Тут же он провел аналогию с мозгом человека, который подобно

руке настраивается с помощью фактов и органов чувств на анализ воспринимаемой

информации”.

В ГЛУБЬ ЯДРА.

Что же происходило в квантовой науке в предвоенные годы? В 1930 году Бор

прочитает лекцию в Лондонском химическом обществе, в которой говорит весьма

пророческие слова: “...в атомной теории, несмотря на достигнутые успехи, мы

должны быть готовы к новым сюрпризам ”. И сюрприз не заставил себя ждать.

Началось интенсивное исследования атомного ядра, которое привело к рождению

ядерной физики. Уже в 1930 году была предложена протонно-нейтронная модель

ядра, позже Ферми обнаруживает нейтрино, а дальше буквально обрушивается поток

новых открытий. 1934 год Кюри открывают искусственную радиоактивность, Юкава

вводит идею о мезонах, Ферми регистрирует искусственную радиоактивность при

бомбардировке тяжелых элементов нейтронами. Копенгагенский институт больше не

мог оставаться в стороне от проблем ядра. Датчанами было собрано 100 тысяч крон

на которые купили 0,6 грамма радия и подарили Институту теоретической физики на

50-летие Бора. В 1938 году в институте был построен I-ый циклотрон в Европе.

Как только начались опыты по бомбардировке тяжелых ядер, как только стали

поступать результаты опытов от Ферми, Жолио-Кюри, Фриша в атмосферу физики был

запущен дух предчувствия открытия. Бор писал: “Все были полны предчувствия, что

физика стоит на пороге новой эры”. В 1939 году у Бора собрались Метнер, Фриш,

Плачек и Розенфельд. В результате обсуждения данных проведенных экспериментов

они делают вывод: “Столкновение нейтрона и ядра может привести к взрыву всего

ядра с большим выделением энергии. Однако использование этой энергии в

практических целях стоит под большим вопросом”. Их прогноз оказался ошибочным.

Уже в марте этого же года Энрико Ферми докладывал правительству США о том, что

создание атомного оружия является задачей осуществимой, при условии если U

235, которого в U238 1% будет отделен от последнего. Достижения

ядерной физики были очень опасными и сразу перешли в разряд сверхсекретных.

Ко всему прочему обстановка в Европе обострилась до предела. Германией была

захвачена большая часть стран Европы, в которых был установлен фашистский

режим. Проводить исследования на оккупированных территориях было тяжело и

небезопасно. 28 сентября 1940 года пришло известие о том, что из Берлина ждут

приказа об аресте Нильса и Харальда Боров. Видя такую ситуацию Боры покидают

родину и переезжают в Англию, до которой Гитлер не добрался. В Англии Бор

экстренно встречается с английскими коллегами. После анализа данных

английских и американских ученых становится ясно: При текущем уровне

понимания структуры ядра, создание ядерного оружия становится лишь делом лишь

технической и конструкторской реализации. Буквально сразу американское

правительство, приглашает Нильса Бора и его сына Оге Бора к себе в

лабораторию. Опасения того, что немцы реализуют смертельный проект раньше

других были очень сильны, ибо в таком случае исход войны в Европе был бы

непредсказуем для всей планеты, посему Бору в условиях сверхсекретности были

переправлены в штаты.

Лаборатории по созданию атомной бомбы были размещены в Лос-Аламосе.

Американцы собрали лучшие научные силы: Ферми, Бете, Чедвика, Фриша,

Комптона, Сцилорда. 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, которые американцы не замедлили продемонстрировать в Хиросиме и

Нагасаке. “Все ученые Лос-Аламоса испытывали чувство вины. Мы сделали работу

за дьявола” - вспоминает впоследствии Энрико Ферми. Еще в 43 году Бору и

Эйнштейн прилагали нечеловеческие усилия по предотвращению бомбардировок, но

ни Рузвельт ни Трумэн не захотели услышать голос благоразумия. 11 августа

1945 года Бор выступает в газете “Таймс”, где он обвиняет штаты в

нецелесообразности использования ядерных бомбардировок в Японии и призывает

всех к международному контролю над новым видом вооружения. В последующие годы

он очень много внимания уделял этой проблеме, несмотря на рост холодной войны

и гонки вооружения.

До конца своих дней Бор успел сделать много полезных дел для развития науки

среди которых были:

- строительство лаборатории при институте теоретической физики;

- создание ЦЕРНа - Европейского Совета по ядерным исследованиям;

- постройка датского атомного реактора.

18 ноября 1962 Нильс Бор скончался, оставив после себя такое количество

проделанной работы, которым могла бы гордиться даже целая группа людей.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Рут Мур, "Нильс Бор - человек и ученый", Москва, издательство "Мир",

1969 г.

2. Е.М. Кляус, У.И. Франкфурт, А.М. Френк, "Нильс Бор", Москва,

издательство "Наука", 1977 г.

3. Храмов Ю.А., "Физики", Москва, издательство "Наука", 1983 г.

4. А.М. Прохоров, "Большая Советская энциклопедия", Москва, издательство

"Советская энциклопедия", 1973 г.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6