вівторок, 13 жовтня 2015 р.

До 130-річчя від дня народження Н. Бора (1885—1962)

...великий физик зажег 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.                                                                                                       Гинзбург В. 
    Серед яскравих постатей, що складають  гордість людства, особистостей, якими воно пишатиметься вічно — ім'я Нільса Бора — видатного данського ученого, одного з піонерів та за­сновників сучасної фізики. Сформульовані ним фундаментальні принципи спонукали розвиток квантової теорії, а саме — створення квантової механіки. Відомий Н. Бор і як один із фундаторів ядерної фізики, і як голова створеного ним Інституту теоретичної фізики, що зібрав під своїм дахом майже всіх видатних науковців того часу. Його праці мали вирішальний вплив не тільки на фізику XX століття, а й на сучасний науковий світогляд загалом. Більше п'ятдесяти років активного творчого життя віддав Н. Бор науці — улюбленій фізиці.
   Народився майбутній науковець у Копенгагені в інтелігентній та заможній родині відомого професора фізіології Копенгагенського універ­ситету X. Бора та доньки впливового фінансиста Е. Адлер. Хлопчик був другою дитиною, окрім нього, були ще старша сестра і молодший брат Харальд, теж у недалекому майбутньому видатний учений, із яким вони дружили все життя. 

    Батьки багато часу проводили з дітьми, подорожували, приділяли увагу розвитку нащадків та їхній освіті: діти вивчали мови, займалися музикою та спортом. Батько, великий шанувальник футболу, призвичаїв до нього й синів, пізніше, уже навчаючись в університеті, хлопці навіть грали за збірну країни.
   Коли Нільсові виповнилося сім років, він почав навчання в Гам-мельхольмській школі, але дуже сумував за братом, тому батькам довелося віддати до школи і Харольда, аби хлопці були разом. Вони вчилися добре і з задоволенням, а вдома із захватом працювали в облаштованому батьком робочому куточку з інструментами. їхні дитячі роки були щасливими і змістовними. Христіан Бор був також поціновувачем поезії^ особливо Ґете, тож довгими зимовими вечорами або під час літніх прогулянок із дітьми постійно цитував улюбленого поета, прищеплюючи їм любов до літератури. Була ще одна обставина, що сприяла неабиякому розвиткові дітей та вплинула на їхній вибір професії та наукового шляху: із раннього дитинства в них була можливість долучитися до наукової та філософської думки Данії. Оскільки професор Бор був членом Данської академії наук, у їхньому домі часто збиралися видатні науковці та обговорювали різноманітні наукові питання. Застільні бесіди в колі батькових друзів стали невід'ємною частиною їхньої освіти. Окрім науковців, у будинку привітних господарів завжди гостювали літератори, художники, музиканти, що теж мало вплив на формування дітей родини як особистостей.
    Із успіхом закінчивши навчання у школі, Н. Бор у 1903 р. вступив до Копенгагенського університету, де особливо зацікавився вивченням фізики та філософії та навіть разом із братом приєднався до студентського гуртка "Еклектика", де молоді люди збиралися для обговорення цікавих питань та наукових проблем. Вільний від занять час Нільс проводив в університетській лабораторії за вивченням улюбленої фізики: ставив досліди та різноманітні експерименти. У 1905 р. Академія наук Данії оголосила конкурс на кращу роботу з вивчення поверхневого натягування рідини, у якому Нільс вирішив взяти участь. Багато годин провів юнак у лабораторії батька, вивчаючи проблему. У результаті Н. Бор у 21 рік здобув перемогу та золоту медаль Академії, а його досліди стали неоціненним внеском у розвиток фізики.
   У 1907 р. юнак закінчив університет, доповідь, що принесла йому золоту медаль, прийняли до друку в "Philosophical Transactions" лондон­ського Королівського товариства. Для 22-річного хлопця публікація в авторитетному англійському науковому виданні була дуже почесною, особливо враховуючи, що це була його перша публікація взагалі. Нільс розпочав роботу над докторською дисертацією, яку завершив навесні 1911 р. Він із успіхом захистив її, ставши у 26 років доктором філософії. На жаль, цієї знаменної події не дочекався його батько, який помер за кілька місяців до того. Були і радісні події в особистому житті Нільса: через день після захисту він, гостюючи у приятеля, познайомився з його сестрою Маргарет Нерлунд, у яку одразу ж закохався.
   Після захисту дисертації Нільс, як того бажали батьки та мріяв він сам, зібрався продовжити освіту за кордоном, тому одразу ж виїхав до Кембриджу — центру тогочасної прогресивної науки та освіти. Там він мав проходити навчання під керівництвом славнозвісного професора Дж. Том-сона та працювати у його знаменитій лабораторії; з Кембриджем молодий учений планував пов'язати майбутнє.
    Дж. Томсон представив дисертаційне дослідження Н. Бора до Філо­софського товариства, яке займалося публікацією наукових відкриттів та визначних робіт, але там роботу данського вченого визнали завеликою та запропонували скоротити майже вдвічі. Обурений Нільс, вважаючи, що наукові викладки не будуть зрозумілими у скороченому варіанті, від­мовився. Так і сталося, що дисертація Н. Бора не була надрукована в Англії ні тоді, ні пізніше.
   Молодий учений був дуже розчарований: співпраця з кембридж­ськими вченими не склалася, потрібно було шукати інший вихід. Невдовзі до Кавендиської лабораторії на щорічний урочистий обід приїхав Е. Резерфорд — відомий науковець зі світовим ім'ям. Познайомившись із Н. Бором, він зацікавився його науковими досягненнями та запросив до себе на роботу. Отже, навесні 1912 р. Нільс переїхав до Манчестера, де знаходилася одна з найкращих фізичних лабораторій, та почав роботу під керівництвом Е. Резерфорда, досліджуючи структуру атома. Протягом усього життя Н. Бор згадував манчестерську лабораторію як найкращу наукову установу, де навколо талановитого наставника зібралися молоді вчені багатьох країн, де були зроблені неймовірні відкриття та проведено безліч досліджень, які сприяли розвиткові світової науки на благо людства.
   У липні того ж року, із успіхом виконавши низку досліджень, молодий науковець повернувся додому і побрався із коханою Маргарет. Одразу ж після церемонії молодята вирушили у невеличку весільну подорож до Норвегії, де Бор продовжив роботу над першою науковою статтею, а потім до Англії, щоб передати закінчену роботу Е. Резерфорду.
    Повернувшись до Копенгагена, Н. Бор продовжував працювати. Усе складалося якнайкраще, адже його освіта, здобуті практичні знання й талант не викликали сумнівів у блискучому майбутньому. Молодому науковцю запропонували посаду доцента в Копенгагенському університеті, де він почав читати курс лекцій з механічної термодинаміки. Одночасно Нільс досліджував потік альфа-променів, робота просувалася повільно та була досить складною. Наприкінці січня він закінчив експерименти та повідомив Резерфорда, що підготував для публікації другу статтю. Це було його першим важливим винахідом у манчестерській лабораторії. А за ним були й інші, набагато важливіші — щодо самої моделі атома. Учений був на порозі великого відкриття: він був упевнений, що структура елект­ронних орбіт та процес їхнього виникнення зможуть не тільки пояснити періодичну систему елементів, а й показати, як і чому відбувається таке з'єднання, тобто, чому два атоми одних речовин поєднуються в молекулу, а два інших — ні. Н. Бор відпрацьовував ідеї, які привели його до створення власної моделі будови атома. Він розумів, що теорія, яку він збирався висунути, докорінно змінить уявлення про фізику. Три великі наукові статті дослідника були присвячені основам теорії будови атомів та молекул. Хоча цю новину позитивно сприйняли не всі провідні науковці, статті Н. Бора змінили фізику. За масштабністю та значущістю їх можна порівняти з тими, які сталися в науці після відкриття Резерфордом ядра атома двома роками раніше. Саме завдяки ним народилася атомна фізика, що назавжди увійшла до життя людства, і хоча не всі зуміли оцінити масштаб відкриття, час показав, що в науці відбулася справжня революція. Змінились не тільки наукові уявлення, а і, як виявилося згодом, політична карта світу і сам світ, на який насунулося нове випробування — війна.
    Тієї весни родина Борів будувала плани на майбутнє. Нільсу було 29 років, він уже став знаменитим науковцем, його квантова теорія атома докорінно змінила фізику; Бору запропонували місце професора кафедри теоретичної фізики в Копенгагенському університеті. Учений уже по­годився, аж тут отримав листа від свого наставника та старшого товариша Е. Резерфорда, який запросив Н. Бора на роботу, запропонувавши контракт на два роки. Це було втілення найзаповітнішої мрії Нільса. Звісно, він прийняв запрошення і почав збиратися до Англії.
   Але плани та сподівання перервала війна. Учений розгубився, адже подорожувати було небезпечно, йшли бойові дії, та все ж наважився їхати. На початку вересня родина Борів піднялася на борт судна, що прямувало до Англії. Зробивши величезне коло, щоб оминути район бойових дій та заміновані частини моря, корабель успішно завершив плавання та прибув у порт призначення. У Манчестері їх радо зустріли колеги вченого.
   Незважаючи на хвилювання, негаразди та смуток першого року війни, Бору довелося добре попрацювати над узгодженням своєї теорії з новими відкриттями та доопрацювати її, виправивши недоліки та врахувавши критичні зауваження колег. Результати роботи описані у статті, опублікованій у 1915 р. у журналі "Philosophical Magazine" під назвою "Про квантову теорію випромінювання та будову атома". Ще рік Н. Бор успішно та плідно працював у лабораторії Резерфорда, але більше залишатися не міг — у Копенгагенському університеті його чекала посада професора теоретичної фізики.
    Модель атома Резерфорда—Бора відкрила перед фізиками світу такі перспективи, що в усіх провідних лабораторіях світу проводилися далекосяжні досліди та експерименти. Адже так буває, коли в науці після геніального відкриття з'являється нове величезне поле для діяльності та відбувається стрімкий ривок. Н. Бора не тільки визнали наймолодшим та найлерспективнішим видатним ученим, його називали генієм.
   У грудні 1916 усе — і атоми, і війна, і статті, і всесвітнє визнання — відійшло на другий план: у родині з'явився первісток. Хлопчика назвали Христіаном, а щасливий батько отримував привітання від учених майже всього світу. У травні 1918 р. у Борів народився другий син; незважаючи на постійну зайнятість та напружену наукову роботу, учений увесь вільний час приділяв дітям та дружині. Наприкінці того ж року нарешті закінчилася війна, епідемія, що чотири роки спустошувала світ та несла горе і руйнування, завершилася. Нарешті стало можливим здійснення най­заповітнішої мрії ученого — створення в Копенгагені наукового центру. Ще в 1917 р. Н. Бор звертався до адміністрації університету з пропозицією організувати при ньому невеликий інститут теоретичної фізики. Після закінчення війни керівництво дало на це згоду. Ідею Бора підтримав і муніципалітет міста: для будівництва приміщення виділили ділянку паркової землі, а вченому видали дозвіл на початок робіт.
   У липні 1919 р. Н. Бор приїхав у Манчестер, де нарешті зустрівся з Е. Резерфордом для обговорення нового найактуальнішого завдання — проблеми розщеплення атома; тоді ж у Англії вийшли друком дослідження Бора з квантової теорії. Професор М. Планк із Фізичного товариства в Берліні запросив його прочитати лекції з теорії спектрів і Н. Бор вирушив до Німеччини. Там він познайомився із видатним ученим усіх часів — А. Енштейном, з яким вони зустрічалися та обмінювалися думками щодо найважливіших проблем тогочасної фізики, ділилися досвідом. У ті роки у родині Борів з'явився третій син.
   Попри важкий повоєнний час та бюрократичні перешкоди будів­ництво інституту було закінчено вчасно: 15 вересня 1920 р. відбулося офіційне відкриття. Цей заклад у найближчі 20 років був ледве не єдиним міжнародним центром із вивчення квантової теорії. У інституті одразу ж згуртувалися найталановитіші молоді науковці на чолі з Н. Бором ("копенгагенська група"), які займалися проблемою теорії атома, що була в той час найважливішою в науковому світі. Результатом роботи стали досягнення, за які в 1922 р. Н. Бора нагородили Нобелівською премією в галузі фізики. Науковець отримував запрошення та замовлення на лекції від провідних навчальних закладів світу та безлічі наукових товариств, намагався нікому не відмовляти і так напружено працював, що захворів. Лікарі поставили вченому діагноз "гостра перевтома", через що йому довелося перервати роботу та лікуватися. Лише через півроку Н. Бор зміг стати до праці.
     Протягом 1922—1924 рр. Н. Бор разом із молодими науковцями продовжував енергійно займатись питаннями квантової механіки. Ці роки були ознаменовані двома приємними подіями: у нього народився четвертий син та його прийняло до своїх лав Кембриджське наукове товариство.
    У 1927 р. в Італії відбувся Міжнародний фізичний конгрес, на якому Н. Бор представив доповідь "Квантовий постулат і новітній розвиток атомної теорії", де сформулював принцип доповнення, який дав відповіді на всі питання щодо теоріії атома. Нове вчення викликало хвилю заперечень та неприйняття серед багатьох світових учених, та наукове обгрунтування квантової теорії, створеної і доведеної Бором, докорінно змінило уявлення про фізику як науку та стало відкриттям світового масштабу.
    Успіхи Н. Бора в науці, безперечно, грандіозні, але, присвячуючи багато часу роботі, він ніколи не забував про сім'ю, був люблячим чоловіком та батьком уже шістьох на той час дітей.
    На початку 1930-х pp. інтенсивне дослідження атомного ядра призвело до народження ядерної фізики. Багато вчених по всьому світу успішно займалися вивченням цього питання, Н. Бор також переорієнтував роботу свого інституту на ці дослідження. Ще в 1930 р. під час однієї із лекцій у Лондонському хімічному товаристві він сказав: "...в атомній теорії, не дивлячись на сучасні досягнення, ми маємо бути готові до нових сюрпризів...", і вони не забарилися: фізика була на порозі нового відкриття. Результати досліджень атомного ядра були настільки неймовірними, що вчені замислилися над його практичним застосуванням. Наприкінці 1939 p. Е. Фермі доповідав керівництву США про те, що створення ядерної зброї — завдання абсолютно реальне. Досягнення ядерної фізики були дуже небезпечними, тому одразу перейшли в категорію засекречених, адже час був неспокійний — більшість Євро­пейських країн були під гітлерівською владою, панував фашистський режим. Проводити досліди в таких умовах було вкрай небезпечно, до того ж, родині Борів стало відомо, що в Берліні вже підписано наказ про їхній арешт. Та незважаючи на це учений залишився на батьківщині, вирішивши боронити інститут та співробітників.
    Наприкінці 1943 р. ситуація загострилася, тому Н. Бора та його родину патріоти та борці з фашизмом переправили до Англії, а згодом і до США. Тут науковець та його син Ore долучилися до роботи над створенням ядерної зброї. Улітку 1945 р. роботу було завершено та випробувано першу у світі атомну бомбу — наслідки були жахливими. Після застосування нової зброї в Хіросімі та Нагасакі вчені — і Нільс Бор — відчували неймовірну провину перед людьми, адже це наукове досягнення принесло людству не розвиток, а смерть і руйнування.
    Намагаючись запобігти катастрофі, Н. Бор у повоєнні роки багато часу і сил приділяв проблемі контролю над ядерною зброєю та використання нового виду енергії лише в мирних цілях. Зокрема, відомий його відкритий лист-меморандум до ООН, у якому він закликав до мирного та відкритого наукового співробітництва країн задля миру в усьому світі.  
З того часу і до кінця життя видатний учений займався не тільки науковою, а й громадською діяльністю, виступаючи зі статтями та доповідями в багатьох країнах світу. Серед наукових звершень Нільса Бора після війни — створення лабораторії на базі Інституту теоретичної фізики, побудова данського атомного реактора, створення Європейської ради з ядерних досліджень та багато інших важливих для людства досягнень.
    Помер геніальний учений 18 листопада 1962 p., залишивши після себе стільки наукових розробок і відкриттів, що їх із успіхом вистачило б на кілька життів. 

ЛІТЕРА ТУРА
Основні видання творів Н. Бора 

Избранные научные труды : в 2 т. — Москва : Наука, 1970—1971. —2 т. Атомная физика и человеческое познание. — Москва : Изд-во иностр. лит., 1961.— 151 с. : ил.

Прохождение атомных частиц через вещество. — Москва : Изд-во иностр. лит., 1950. — 150 с. : черт.

Три статьи о спектрах и строении атомов : с 8 рис. в тексте. — Москва ; Петроград : Гос. изд., 1923. — 156 с, 1 л. фронт, (портр.). — (Современные проблемы естествознания / под общ. ред. А. Д. Архангельского [и др.] ; кн. 11).

Воспоминания об Э. Резерфорде — основоположнике науки о ядре. Дальнейшее развитие его работ // Успехи физических наук. — 1963. — Т. 80, № 2. — С. 215—250.

Дискуссии с Эйнштейном о проблемах теории познания в атомной физике // Успехи физических наук. — 1958. — Т. 66, № 4. — С. 571—598. Захват нейтрона и строение ядра // Успехи физических наук. — 1936. — Т. 14, вип. 4, № 4. — С. 425—435.

Квантовый постулат и новое развитие атомистики // Успехи физических , наук. — Т. 7, № 3. —С. 306—337. О действии атомов при соударениях // Успехи физических наук. — 1977. — Т. 122,№ 8.—С. 571—574.

О единстве человеческих знаний // Успехи физических наук. — 1962. — Т. 76, № 1. —С. 20—24.

О превращениях атомных ядер, вызванных столкновениями с мате­риальными частицами / Н. Бор, Ф. Калькар // Успехи физических наук. — 1938. —Т. 20, № 3. — С. 317—340.

О сериальных спектрах элементов // Успехи физических наук. — 1922. — Т. 3, № 1.—С. 29—64.

О строении атомов // Успехи физических наук. — 1985. — Т. 3, № 4. —. С. 417—448.

Открытое письмо Организации Объединенных Наций // Успехи физи­ческих наук. — 1985. — Т. 147, № 2. — С. 357—366.

Письмо Нильса Бора президенту США Рузвельту (1944) // Успехи физи­ческих наук. — 1985. — Т. 146, вып. № 5. — С. 5—6.

Проблема причинности в атомной физике // Успехи физических наук. — 1985. — Т. 147, № 10. — С. 343—355.

Сольвеевские конгрессы и развитие квантовой физики // Успехи физи­ческих наук. — 1967. — Т. 91, № 4. — С. 737—753.

Ядерный фотоэффект // Успехи физических наук. — 1938. — Т. 20, № 3. — С. 341—343.

Про Н. Бора

Беляев С. Т. Нильс Бор и физика атомного ядра / С. Т. Беляев, В. Г. Зелевинский // Успехи физических наук. — 1985. — Т. 147, № 10. — С. 210—251. 

Бауэр Э. Теория Бора. Строение атома и период, система элементов / Э. Бауэр. — Одесса : Гос. изд-во Украины, 1923. — 64 с. : черт., табл. ; 24 см. — (Научная библиотека ; № 5). 

Гинзбург В. Л. Памяти Нильса Бора / В. Л. Гинзбург // Успехи физических наук. — 1963. — Т. 80, № 2. — С. 207—214.

Данин Д. С. Нильс Бор / Д. С. Данин. — Москва : Молодая гвардия, 1978.  — 556 с. — (Жизнь замечательных людей : серия биогр. осн. в 1933 г. М. Горьким ; вып. 11(581)).

Данин Д. Труды и дни Нильса Бора / Д. С. Данин. — Москва : Знание, 1985. — 80 с. — (Новое в жизни, науке, технике).

Кляус Е. М. Нильс Бор, 1885—1962 / Е. М. Кляус, У. И. Франкфурт, А. М. Френк. — Москва : Наука, 1977. — 384 с. — (Научно-биогра­фическая серия).

Коржуев А. В. Кто вы, доктор Бор? Исторические реконструкции в физике / А. В. Коржуев, В. Ф. Дмитриева. — Москва : URSS Ленанд, 2013. — 139 с.

Кумар М. Квант : Эйнштейн, Бор и великий спор о природе реальности / Манжит Кумар. — Москва : ACT : Corpus, 2014. — 592 с.

Мигдал А. Б. Квантовая физика и Нильс Бор / А. Б. Мигдал. — Москва : Знание, 1987. —64 с.

Мур Р. Нильс Бор — человек и учёный / Р. Мур. — Москва : Мир, 1969. — 470 с.

Нильс Бор : жизнь и творчество : сб. ст. / сост. У. И. Франкфурт. — Москва : Наука, 1967. —344, [2] с.

Нильс Бор и наука XX века : сб. науч. тр. / АН СССР, Ин-т истории естествознания и техники. — Киев : Наук, думка, 1988. — 229 с.

Нильс Бор и развитие физики : сб., посвящ. Нильсу Бору в связи с его семидесятилетием / под ред. В. Паули. — Москва : Изд-во иностр. лит., 1958. —260 с.

Паркадзе В. Д. Нильс Бор / В. Паркадзе. — Тбилиси : Мецниереба, 1989. — 90, [1] с.

Пайс А. Нильс Бор, человек и его наука / А. Пайс // Гении науки / — Москва, 2002. — С. 15—44.

Тамм И. Нильс Бор — великий физик XX века / И. Тамм // Успехи физических наук.— 1963. —Т. 80,№ 1. —С. 191—195.

Хокинг С. Природа пространства и времени : [продолжение знаменитой дискуссии между Альбертом Эйнштейном и Нильсом Бором] / Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз. — Санкт-Петербург : Амфора, 2014. — 160 с.


Немає коментарів:

Дописати коментар