Նիլս Բորը դանիացի ֆիզիկոս և հասարակական գործիչ է, ժամանակակից ֆիզիկայի հիմնադիրներից մեկը։ Եղել է Կոպենհագենի տեսական ֆիզիկայի ինստիտուտի հիմնադիրն ու ղեկավարը, համաշխարհային գիտական դպրոցի հիմնադիրը, ինչպես նաև ԽՍՀՄ ԳԱ արտասահմանյան անդամ։ Այս հոդվածում կքննարկվեն Նիլս Բորի կյանքի պատմությունը և նրա հիմնական ձեռքբերումները:
Վաստակ
Դանիացի ֆիզիկոս Բոր Նիլսը հիմնել է ատոմի տեսությունը, որը հիմնված է ատոմի մոլորակային մոդելի, քվանտային հասկացությունների և անձամբ նրա առաջարկած պոստուլատների վրա։ Բացի այդ, Բորը հիշվում է ատոմային միջուկի, միջուկային ռեակցիաների և մետաղների տեսության վերաբերյալ իր կարևոր աշխատությամբ։ Նա քվանտային մեխանիկայի ստեղծման մասնակիցներից էր։ Բացի ֆիզիկայի ոլորտում զարգացումներից, Բորին են պատկանում փիլիսոփայության և բնագիտության վերաբերյալ մի շարք աշխատություններ։ Գիտնականն ակտիվորեն պայքարել է ատոմային սպառնալիքի դեմ։ 1922 թվականին նա արժանացել է Նոբելյան մրցանակի։
Մանկություն
Ապագա գիտնական Նիլս Բորը ծնվել է Կոպենհագենում 1885 թվականի հոկտեմբերի 7-ին։ Նրա հայրը՝ Քրիստիանը, տեղի համալսարանի ֆիզիոլոգիայի պրոֆեսոր էր, իսկ մայրը՝ Էլենը, հարուստ հրեական ընտանիքից էր։ Նիլսն ուներ կրտսեր եղբայր՝ Հարալդը։ Ծնողները փորձում էին իրենց տղաների մանկությունը ուրախացնել ու իրադարձություններով լի։ դրականԸնտանիքի և հատկապես մոր ազդեցությունը մեծ դեր է խաղացել նրանց հոգևոր որակների զարգացման գործում։
կրթություն
Բորն իր նախնական կրթությունը ստացել է Գամելհոլմի դպրոցում։ Դպրոցական տարիներին սիրել է ֆուտբոլը, իսկ ավելի ուշ՝ դահուկ ու առագաստանավ։ Քսաներեք տարեկանում Բորն ավարտեց Կոպենհագենի համալսարանը, որտեղ նա համարվում էր արտասովոր շնորհալի հետազոտող ֆիզիկոս: Ջրի մակերևութային լարվածության որոշման իր ավարտական ծրագրի համար՝ օգտագործելով ջրային շիթերի թրթռումները, Նիլսը պարգևատրվել է Դանիայի թագավորական գիտությունների ակադեմիայի ոսկե մեդալով։ Ստանալով կրթություն՝ ձգտող ֆիզիկոս Բոր Նիլսը մնաց աշխատելու համալսարանում։ Այնտեղ նա մի շարք կարևոր ուսումնասիրություններ է կատարել։ Դրանցից մեկը նվիրված էր մետաղների դասական էլեկտրոնային տեսությանը և հիմք հանդիսացավ Բորի դոկտորական ատենախոսության համար։
Մտածում արկղից դուրս
Մի օր Թագավորական ակադեմիայի նախագահ Էռնեստ Ռադերֆորդին օգնություն խնդրեց Կոպենհագենի համալսարանի գործընկերը: Վերջինս մտադիր էր իր աշակերտին ամենացածր գնահատական տալ, երբ կարծում էր, որ արժանի է «գերազանց» գնահատականի։ Վեճի երկու կողմերն էլ համաձայնեցին հիմնվել երրորդ կողմի՝ որոշակի արբիտրի կարծիքի վրա, որը դարձավ Ռադերֆորդը: Ըստ քննական հարցի՝ ուսանողը պետք է բացատրեր, թե ինչպես կարելի է բարոմետրով որոշել շենքի բարձրությունը։
Աշակերտը պատասխանեց, որ դրա համար հարկավոր է բարոմետր կապել երկար պարանից, դրանով բարձրանալ շենքի տանիք, իջեցնել գետնին և չափել իջած պարանի երկարությունը։ Մի կողմից պատասխանն էրբացարձակապես ճշմարիտ և ամբողջական, բայց մյուս կողմից, այն քիչ ընդհանուր բան ուներ ֆիզիկայի հետ: Այնուհետև Ռադերֆորդն առաջարկեց ուսանողին նորից փորձել պատասխանել: Նա վեց րոպե տվեց նրան և զգուշացրեց, որ պատասխանը պետք է ցույց տա ֆիզիկական օրենքների ըմբռնումը: Հինգ րոպե անց, ուսանողից լսելուց հետո, որ նա ընտրում է լավագույնը մի քանի լուծումներից, Ռադերֆորդը խնդրեց նրան պատասխանել ժամանակից շուտ: Այս անգամ աշակերտը առաջարկեց բարոմետրով բարձրանալ տանիք, այն ցած գցել, չափել անկման ժամը և հատուկ բանաձեւով պարզել բարձրությունը։ Այս պատասխանը գոհացրեց ուսուցչին, բայց նա և Ռադերֆորդը չկարողացան հերքել իրենց աշակերտի մնացած տարբերակները լսելու հաճույքը։
Հաջորդ մեթոդը հիմնված էր բարոմետրի ստվերի բարձրության և շենքի ստվերի բարձրության չափման վրա, այնուհետև լուծելու համամասնությունը: Ռադերֆորդին դուր եկավ այս տարբերակը, և նա խանդավառությամբ խնդրեց ուսանողին ընդգծել մնացած մեթոդները: Հետո ուսանողը նրան առաջարկեց ամենապարզ տարբերակը. Պարզապես պետք էր բարոմետրը դնել շենքի պատին և նշաններ անել, իսկ հետո հաշվել նշանների քանակը և բազմացնել դրանք բարոմետրի երկարությամբ: Ուսանողը կարծում էր, որ նման ակնհայտ պատասխանը միանշանակ չպետք է անտեսվի։
Գիտնականների աչքում կատակասեր չհամարվելու համար ուսանողն առաջարկել է ամենաբարդ տարբերակը. Բարոմետրին մի պարան կապելով՝ նա ասաց, որ հարկավոր է այն ճոճել շենքի հիմքի վրա և տանիքի վրա՝ չափելով ձգողականության մեծությունը։ Ստացված տվյալների տարբերությունից, ցանկության դեպքում, կարող եք պարզել բարձրությունը։ Բացի այդ, շենքի տանիքից ճոճանակը ճոճելով պարանի վրա՝ կարելի է որոշել բարձրությունը պրեցեսիայի ժամանակաշրջանից։
Վերջապես ուսանողառաջարկել է գտնել շենքի մենեջերին ու հրաշալի բարոմետրի դիմաց նրանից պարզել բարձրությունը։ Ռադերֆորդը հարցրեց, թե արդյոք ուսանողն իսկապես չգիտի խնդրի ընդհանուր ընդունված լուծումը: Նա չթաքցրեց իր իմացածը, բայց խոստովանեց, որ հոգնել է ուսուցիչների կողմից ուսանողներին, դպրոցում և քոլեջում իր մտածելակերպը պարտադրելուց և ոչ ստանդարտ լուծումներից նրանց մերժումից։ Ինչպես հավանաբար կռահեցիք, այդ ուսանողը Նիլս Բորն էր։
Տեղափոխում Անգլիա
Համալսարանում երեք տարի աշխատելուց հետո Բորը տեղափոխվեց Անգլիա: Առաջին տարին նա աշխատեց Քեմբրիջում Ջոզեֆ Թոմսոնի հետ, ապա տեղափոխվեց Մանչեսթեր՝ Էռնեստ Ռադերֆորդ։ Ռադերֆորդի լաբորատորիան այն ժամանակ համարվում էր ամենանշանավորը։ Վերջերս դրանում փորձեր են իրականացվել, որոնք առիթ են տվել ատոմի մոլորակային մոդելի բացահայտմանը։ Ավելի ճիշտ՝ մոդելն այն ժամանակ դեռ մանկության մեջ էր։
Փայլաթիթեղով ալֆա մասնիկների անցման փորձերը Ռադերֆորդին թույլ տվեցին հասկանալ, որ ատոմի կենտրոնում կա մի փոքր լիցքավորված միջուկ, որը գրեթե կազմում է ատոմի ողջ զանգվածը, և լույսի էլեկտրոնները գտնվում են շուրջը: այն. Քանի որ ատոմը էլեկտրականորեն չեզոք է, էլեկտրոնների լիցքերի գումարը պետք է հավասար լինի միջուկի լիցքի մոդուլին։ Եզրակացությունը, որ միջուկի լիցքը էլեկտրոնի լիցքի բազմապատիկն է, կենտրոնական էր այս հետազոտության համար, բայց մինչ այժմ մնում էր անհասկանալի: Փոխարենը, հայտնաբերվել են իզոտոպներ՝ նյութեր, որոնք ունեն նույն քիմիական հատկությունները, բայց տարբեր ատոմային զանգվածներ։
Էլեմենտների ատոմային թիվը. Տեղաշարժման օրենքը
Աշխատելով Ռադերֆորդի լաբորատորիայում՝ Բորը հասկացավ, որ քիմիական հատկությունները կախված են քանակիցէլեկտրոններ ատոմում, այսինքն՝ նրա լիցքից, ոչ թե զանգվածից, ինչը բացատրում է իզոտոպների գոյությունը։ Սա Բորի առաջին խոշոր ձեռքբերումն էր այս լաբորատորիայում: Քանի որ ալֆա մասնիկը կցվում է հելիումի միջուկին +2 լիցքով, ալֆա քայքայման ժամանակ (մասնիկը դուրս է թռչում միջուկից), պարբերական աղյուսակի «երեխա» տարրը պետք է տեղադրվի երկու բջիջ դեպի ձախ, քան « մայր», իսկ բետա քայքայման ժամանակ (էլեկտրոնը դուրս է թռչում միջուկից)՝ մեկ բջիջ դեպի աջ։ Այսպես ձևավորվեց «ռադիոակտիվ տեղաշարժերի օրենքը»։ Ավելին, դանիացի ֆիզիկոսը մի շարք ավելի կարևոր բացահայտումներ արեց, որոնք վերաբերում էին հենց ատոմի մոդելին:
Rutherford-Bohr մոդել
Այս մոդելը կոչվում է նաև մոլորակային, քանի որ դրանում էլեկտրոնները պտտվում են միջուկի շուրջ, ինչպես Արեգակի շուրջ մոլորակները։ Այս մոդելը մի շարք խնդիրներ ուներ. Փաստն այն է, որ դրա մեջ գտնվող ատոմը աղետալիորեն անկայուն էր, և էներգիան կորցրեց վայրկյանի հարյուր միլիոներորդականում: Իրականում դա տեղի չունեցավ։ Ծագած խնդիրը անլուծելի էր թվում և պահանջում էր արմատապես նոր մոտեցում։ Ահա թե որտեղ իրեն ապացուցեց դանիացի ֆիզիկոս Բոր Նիլսը։
Բորը առաջարկեց, որ հակառակ էլեկտրադինամիկայի և մեխանիկայի օրենքներին, ատոմներում կան ուղեծրեր, որոնք շարժվում են, որոնց երկայնքով էլեկտրոնները չեն ճառագայթում: Ուղեծիրը կայուն է, եթե դրա վրա տեղակայված էլեկտրոնի անկյունային իմպուլսը հավասար է Պլանկի հաստատունի կեսին։ Ճառագայթումը տեղի է ունենում, բայց միայն էլեկտրոնի մի ուղեծրից մյուսը անցնելու պահին: Ամբողջ էներգիան, որն ազատվում է այս դեպքում, տարվում է ճառագայթման քվանտով։ Նման քվանտն ունի էներգիա, որը հավասար է պտույտի հաճախականության և Պլանկի հաստատունի արտադրյալին կամ սկզբնական և սկզբնական տարբերությանը։էլեկտրոնի վերջնական էներգիան. Այսպիսով, Բորը միավորեց Ռադերֆորդի աշխատանքը և քվանտայի գաղափարը, որն առաջարկվել էր Մաքս Պլանկի կողմից 1900 թվականին։ Նման միությունը հակասում էր ավանդական տեսության բոլոր դրույթներին և միևնույն ժամանակ ամբողջությամբ չէր մերժում այն։ Էլեկտրոնը համարվում էր նյութական կետ, որը շարժվում է մեխանիկայի դասական օրենքներով, սակայն «թույլատրվում են» միայն այն ուղեծրերը, որոնք բավարարում են «քվանտացման պայմանները»։ Նման ուղեծրերում էլեկտրոնի էներգիաները հակադարձ համեմատական են ուղեծրի թվերի քառակուսիներին։
Բխում «հաճախականության կանոնից»
Հիմնվելով «հաճախականությունների կանոնի» վրա՝ Բորը եզրակացրեց, որ ճառագայթման հաճախականությունները համաչափ են ամբողջ թվերի հակադարձ քառակուսիների տարբերությանը։ Նախկինում այս օրինաչափությունը հաստատվել էր սպեկտրոսկոպիստների կողմից, սակայն տեսական բացատրություն չգտավ։ Նիլս Բորի տեսությունը հնարավորություն տվեց բացատրել ոչ միայն ջրածնի (ատոմներից ամենապարզը), այլև հելիումի սպեկտրը, այդ թվում՝ իոնացված։ Գիտնականը նկարազարդել է միջուկի շարժման ազդեցությունը և կանխատեսել, թե ինչպես են լցվում էլեկտրոնային թաղանթները, ինչը հնարավորություն է տվել բացահայտել Մենդելեևյան համակարգի տարրերի պարբերականության ֆիզիկական բնույթը։ Այս զարգացումների համար Բորը 1922 թվականին արժանացավ Նոբելյան մրցանակի։
Բորի ինստիտուտ
Ռադերֆորդի աշխատանքն ավարտելուց հետո արդեն ճանաչված ֆիզիկոս Բոր Նիլսը վերադարձավ հայրենիք, որտեղ նրան հրավիրեցին 1916 թվականին որպես Կոպենհագենի համալսարանի պրոֆեսոր։ Երկու տարի անց նա դարձավ Դանիայի թագավորական ընկերության անդամ (1939-ին գիտնականը գլխավորեց այն):
1920 թվականին Բորը հիմնեց տեսական ինստիտուտըֆիզիկան և դարձավ նրա առաջատարը։ Կոպենհագենի իշխանությունները, ի նշան ֆիզիկոսի արժանիքների, նրան տրամադրեցին պատմական «Գարեջրի տան» շենքը ինստիտուտի համար։ Ինստիտուտը արդարացրեց բոլոր սպասումները՝ ակնառու դեր խաղալով քվանտային ֆիզիկայի զարգացման գործում։ Հարկ է նշել, որ դրանում որոշիչ դեր են խաղացել Բորի անձնական որակները։ Նա իրեն շրջապատում էր տաղանդավոր աշխատակիցներով ու ուսանողներով, որոնց միջև սահմանները հաճախ անտեսանելի էին։ Բորի ինստիտուտը միջազգային էր, մարդիկ ամեն տեղից փորձում էին ընկնել դրա մեջ։ Բորի դպրոցի նշանավոր մարդկանցից են՝ Ֆ. Բլոխը, Վ. Վայսկոպֆը, Հ. Կազիմիրը, Օ. Բորան, Լ. Լանդաուն, Ջ. Ուիլերը և շատ ուրիշներ։
Գերմանացի գիտնական Վերնե Հայզենբերգը մեկ անգամ չէ, որ այցելել է Բորին: Այն ժամանակ, երբ ստեղծվում էր «անորոշության սկզբունքը», Էրվին Շրյոդինգերը, որը զուտ ալիքային տեսակետի կողմնակիցն էր, Բորի հետ քննարկում էր. Քսաներորդ դարի որակապես նոր ֆիզիկայի հիմքը ձևավորվեց նախկին Բրյուերի տանը, որի առանցքային դեմքերից մեկը Նիլս Բորն էր։
Դանիացի գիտնականի և նրա դաստիարակ Ռադերֆորդի առաջարկած ատոմի մոդելը անհամապատասխան էր: Այն միավորում էր դասական տեսության պոստուլատներն ու դրան ակնհայտորեն հակասող վարկածները։ Այս հակասությունները վերացնելու համար անհրաժեշտ էր արմատապես վերանայել տեսության հիմնական դրույթները։ Բորի անմիջական արժանիքները, նրա հեղինակությունը գիտական շրջանակներում և պարզապես անձնական ազդեցությունը կարևոր դեր խաղացին այս ուղղությամբ։ Նիլս Բորի աշխատանքը ցույց տվեց, որ միկրոաշխարհի ֆիզիկական պատկեր ստանալու համար այն մոտեցումը, որը հաջողությամբ օգտագործվում է «մեծ բաների աշխարհի» համար, հարմար չէ, և այն դարձավ.այս մոտեցման հիմնադիրներից մեկը։ Գիտնականը ներկայացրել է այնպիսի հասկացություններ, ինչպիսիք են «չափման ընթացակարգերի անվերահսկելի ազդեցությունը» և «լրացուցիչ քանակությունները»:
Կոպենհագենի քվանտային տեսություն
Քվանտային տեսության հավանականական (նաև Կոպենհագեն) մեկնաբանությունը, ինչպես նաև դրա բազմաթիվ «պարադոքսների» ուսումնասիրությունը կապված է դանիացի գիտնականի անվան հետ։ Այստեղ կարևոր դեր խաղաց Բորի քննարկումը Ալբերտ Էյնշտեյնի հետ, ում դուր չէր գալիս Բորի քվանտային ֆիզիկան հավանական մեկնաբանության մեջ։ Դանիացի գիտնականի կողմից ձևակերպված «համապատասխանության սկզբունքը» կարևոր դեր է խաղացել միկրոտիեզերքի օրինաչափությունների և դասական (ոչ քվանտային) ֆիզիկայի հետ դրանց փոխազդեցության ըմբռնման գործում։
Միջուկային թեմա
Սկսելով ուսումնասիրել միջուկային ֆիզիկան Ռադերֆորդի ղեկավարությամբ՝ Բորը մեծ ուշադրություն դարձրեց միջուկային թեմաներին: 1936 թվականին նա առաջարկեց բաղադրյալ միջուկի տեսությունը, որը շուտով առաջացրեց կաթիլային մոդելը, որը նշանակալի դեր խաղաց միջուկային տրոհման ուսումնասիրության մեջ։ Մասնավորապես, Բորը կանխատեսել է ուրանի միջուկների ինքնաբուխ տրոհումը։
Երբ նացիստները գրավեցին Դանիան, գիտնականին գաղտնի տարան Անգլիա, այնուհետև Ամերիկա, որտեղ իր որդու՝ Օգեի հետ միասին նա աշխատեց Լոս Ալամոսում Մանհեթեն նախագծի վրա։ Հետպատերազմյան տարիներին Բորը շատ ժամանակ հատկացրեց միջուկային զենքի վերահսկողության և ատոմների խաղաղ օգտագործման հարցերին: Նա մասնակցել է Եվրոպայում միջուկային հետազոտությունների կենտրոնի ստեղծմանը և նույնիսկ իր գաղափարները ուղղել դեպի ՄԱԿ։ Ելնելով այն հանգամանքից, որ Բորը չհրաժարվեց խորհրդային ֆիզիկոսների հետ քննարկել «միջուկային նախագծի» որոշ ասպեկտներ, նա այն համարեց վտանգավոր.միջուկային զենքի մենաշնորհ տիրապետում.
Գիտելիքների այլ ոլորտներ
Բացի այդ, Նիլս Բորը, ում կենսագրությունը մոտենում է ավարտին, հետաքրքրված էր նաև ֆիզիկայի, մասնավորապես կենսաբանության հետ կապված հարցերով։ Նա նաև հետաքրքրված էր բնագիտության փիլիսոփայությամբ։
Մի նշանավոր դանիացի գիտնական մահացել է սրտի կաթվածից 1962 թվականի հոկտեմբերի 18-ին Կոպենհագենում։
Եզրակացություն
Նիլս Բորը, ում հայտնագործությունները, անշուշտ, փոխեցին ֆիզիկան, ուներ մեծ գիտական և բարոյական հեղինակություն: Նրա հետ շփումը, նույնիսկ հպանցիկ, անջնջելի տպավորություն թողեց զրուցակիցների վրա։ Բորի ելույթն ու գրելը ցույց տվեցին, որ նա զգույշ է ընտրել իր խոսքերը, որպեսզի հնարավորինս ճշգրիտ պատկերացնի իր մտքերը։ Ռուս ֆիզիկոս Վիտալի Գինցբուրգը Բորին անվանել է աներևակայելի նուրբ և իմաստուն։
