بيوگرافي نيلز بور، فيزيكدان دانماركي پيشگام در مكانيك كوانتوم
نيلز هنريك ديويد بودر (Niels Henrik David Bohr) فيزيكدان دانماركي بود كه تاثيراتي اساسي در تدوين مفاهيم ساختار اتم و انديشه متخصصينيهي كوانتوم داشت. او به خاطر اين دستاورهاي علمي در سال ۱۹۲۲ جايزهي نوبل فيزيك را دريافت كرد. اين دانشمند علاوه بر فعاليتهاي علمي و تحقيقاتي دستي بر فلسفه نيز داشت و جز مبلغان بزرگ تحقيقات علمي بوده است.
مدل اتمي بور يكي از بزرگترين دستاوردهاي اين فيزيكدان بود. او در اين مدل اثبات كرد كه سطوح انرژي الكترونها در اتم گسسته هستند و الكترونها در مدارهاي ثابت به دور هستهي اتم ميگردند. در نطريهي او الكترونها ميتوانند از سطحي از انرژي يعني يك مدار به سطحي ديگر يا مداري ديگر جابجا شوند. نكتهي مهم اين كه انديشه متخصصينيهي بور بعدها با انديشه متخصصينيههاي پيشرفتهتر اتمي جايگزين شد اما اساس اين انديشه متخصصينيه، مسير را براي پيشرفتهاي تاريخي علمي فراهم كرد. از ديگر اصول فيزيكي كه توسط بور پايهگذاري شد، اصل مكمليت، يكي از اصول اساسي فيزيك كوانتوم است. اين اصل در اغلب انديشه متخصصينيات و تفكرات اين دانشمند چه در مباحث علمي و چه در فلسفه تاثير داشته است. در تعريف ساده اين اصل براي هر جسمي دو حالت در انديشه متخصصين ميگيرد، دقيقا مانند الكترون كه ميتواند هم ذره و هم موج باشد.
نيلز بور موسسهي علمي فيزيك انديشه متخصصيني را در سال ۱۹۲۰ در دانشگاه كپنهاگ تاسيس كرد كه امروزه با نام موسسهي نيلز بور شناخته ميشود. از فيزيكدانان مشهور همكار و شاگرد اين دانشمند ميتوان به هانس كرامرز، اسكار كلين، گئورگ دو هوسي و ورنر هايزنبرگ اشاره كرد. بور دستي نيز بر علم شيمي داشت و وجود عنصري شبيه به زيركونيم را پيشبيني كرد. اين عنصر بعدا كشف شد و به خاطر شهر محل كشف يعني كپنهاگ، به نام لاتين اين شهر يعني هافنيم نامگذاري شد. در سالهاي بعد عنصر بوريم به افتخار اين دانشمند بزرگ نامگذاري شد.
امضاي نيلز بور
بور در سالهاي جنگ جهاني دوم نيز فعاليتهاي جدي داشت. او پس از فرارهاي متعدد از دست نازيها سرانجام به پروژهي منهتن ملحق شد و در توسعهي سلاحهاي اتمي با آمريكاييها همكاري كرد. او در تاسيس بنياد CERN نيز نفش داشت و بهعنوان اولين رئيس انجمن فيزيك انديشه متخصصيني شمال اروپا در سال ۱۹۵۷ انتخاب شد.
تولد و تحصيل
نيلز بور در تاريخ ۷ اكتبر ۱۸۸۵ در پايتخت دانمارك يعني شهر كپنهاگ به دنيا آمد. او فرزند دوم از يك خانوادهي سهفرزندي تقريبا مرفه در اين شهر بود. پدرش كريستين بور يك پروفسور فيزيولوژي مشهور بود كه در سالهاي بعد دو بار نامزد جايزهي نوبل شد. مادرش الن ادلر دختر يك سياستمدار ثروتمند دانماركي بود. پدر او يك مسيحي لوتران و مادرش نيز يهودي بود. البته آموزههاي مذهبي حضور چنداني در خانوادهي بور نداشتند.
پدر و مادر نيلز حساسيت خاصي روي تحصيل و تربيت فرزندان خود داشتند. نيلز تا سن ۷ سالگي در منزل يادگيري ميديد و سپس به مدرسهي گاملهلم گرامر رفت. او دوران ابتدايي و دبيرستان خود را در اين مدرسه و تحت تعليمات و قوانين دشوار آن گذراند. نكتهي مهم در دوران كودكي فرزندان خانوادهي بور، آشنايي با اساتيد بزرگ دانشگاه كپنهاگ بوده است. فرزندان از حضور اين اساتيد و مباحثههاي آنها با پدر پيرامون علوم، فلسفه و هنر استفاده ميكردند.
نيلز بور در خانوادهاي ثروتمند متولد شد و از يادگيريهاي عالي بهره ميبرد
نيلز در دوران تحصيل در عموم دروس موفق بود اما تنها در درس زبان دانماركي و بخش نوشتاري آن اشكال داشت. مهارت او در رياضيات نيز باعث شد تا به زمينههاي ديگر علوم جذب شود. پس از مدتي نيلز به فيزيك جذب شد و پس از كسب مهارت زياد، حتي در سنين نوجواني ايرادات جزوه رايگانهاي درسي را نيز شناسايي و برطرف ميكرد. نيلز از لحاظ بدني هم قوي بود و بهعنوان يك دانشآموز شرور در بسياري از دعواهاي داخل مدرسه دخالت داشت.
اگرچه نيلز بور بعدها به يكي از اسطورههاي فيزيك انديشه متخصصيني تبديل شد، در دوران كودكي و نوجواني بيشتر به آزمايش و تجربهي علوم علاقه داشت. او هميشه به همراه برادر كوچكترش مشغول ساختن چيزهايي در كارگاه خانگي بود. پدر نيلز متوجه استعداد بالاي او شده بود و معتقد بود پسرش روزي دانشمند بزرگي خواهد شد. البته هيچيك از والدين دوست نداشتند پسرشان تنها در يك زمينهي علمي پيشرفت كند و به همين دليل او را در زمينههاي فرهنگي و ورزشي نيز تقويت كردند.
پدر خانوادهي بور علاقهي شديدي به آثار نويسندهي آلماني گوته داشت. او بخشهايي طولاني از اثر فاوست اين نويسنده را براي فرزندان خود ميخواند. بعلاوه او به فوتبال هم علاقه داشت و فرزندانش را به انجام اين ورزش در مدرسه و دانشگاه تشويق ميكرد. نيلز در نهايت يك دروازهبان موفق شد و برادر كوچكترش هارالد نيز با راهيابي به تيم ملي كشور دانمارك در مسابقات المپيك مدال نقره كسب كرد.
تحصيل در دانشگاه
نيلز بور در سال ۱۹۰۳ و در سن ۱۷ سالگي از دبيرستان فارغالتحصيل شد. او در همان سال وارد دانشگاه كپنهاگ شد و در رشتههاي نجوم، شيمي، رياضيات و فيزيك به تحصيل پرداخت.
نيلز بور در سنين جواني
در فوريهي سال ۱۹۰۵ و در خلال تحصيلات دانشگاهي بور، آكادمي سلطنتي علوم دانمارك مسابقهاي ترتيب داد كه طي آن به برترين مقالهي تحقيقاتي در زمينهي محاسبهي كشش سطحي مايعات، مدال طلا اهدا ميشد. اين مسابقه براي دانشجويان نبود و تنها دانشمندان با تجربه در آن شركت ميكردند. بههرحال نيلز كه از استعداد خود در فيزيك مطلع بود تصميم گرفت در اين رقابت شركت كند.
شانس نيلز در تحصيل و تحقيق، پدر دانشمندش بود. او به پسرش اجازه داد كه از آزمايشگاه فيزيك استفاده كند. نيلز چندين ماه شبانه روز براي اين تحقيقات كار كرده و در نهايت ابزار اختصاصي خود را براي اندازهگيري طراحي كرد. پدرش كه متوجه علاقه و درگيري شديد او به آزمايشات شده بود، به نيلز پيشنهاد داد كه آزمايش را متوقف كرده و نوشتن متن تحقيقاتي را شروع كند. سرانجام نيلز اين مقاله را در اكتبر سال ۱۹۰۶ به اتمام رساند و مدال طلا را دريافت كرد. اين مدال يكي از باارزشترين جوايز علمي براي يك دانشجو بود. برندهي ديگر اين مدال، پيدر پدرسن بود كه در سالهاي بعدي به استاد رشتهي برق تبديل شد. نيلز بور در سال ۱۹۰۷ در مقطع متخصص كارشناسي از دانشگاه فارغالتحصيل شد.
مدالي طلاي انجمن سلطني علوم دانمارك، اولين افتخار علمي اين دانشمند در جواني بود
بور در خلال سالهاي ۱۹۰۷ تا ۱۹۱۱ مدرك متخصص كارشناسي ارشد و دكتراي خود را در رشتهي فيزيك دريافت كرد. او در تحقيقات دانشگاهي خود تمركز ويژهاي روي انديشه متخصصينيهي الكتروني فلزات داشت. نكتهي مهم اين كه دوران تحصيل بور، دوراني طلايي در مباحث فيزيك انديشه متخصصيني بود. در سال ۱۸۹۷ جيجي تامسون الكترون را كشف كرده بود و در سال ۱۸۹۸ ارنست رادرفورد ذرات آلفا و بتاي ساطع شده از اورانيم را معرفي كرد. بعلاوه در سال ۱۹۰۵ و زماني كه بور مشغول تحقيق براي مدال طلاي مشهور خود بود، آلبرت اينشتين ايدههاي مهمي را در ۴ مقالهي جاودانهي خود مطرح كرده بود: حركت براوني، همبستگي ماده و انرژي، اثر فتوالكتريك و نسبيت خاص. اتفاق مهم ديگر نيز كشف هستهي اتم در سال ۱۹۰۹ توسط ارنست رادرفورد بود. با توجه به اين اتفاقات به اين نكته پي ميبريم كه بور در زمان تحصيلات تكميلي و پس از آن، آمادهي ايستادن بر شانههاي غولهاي علم فيزيك بوده است.
مدل اتمي رادرفورد
فعاليتهاي تحقيقاتي
نيلز بور پس از فارغالتحصيلي شانس انجام تحقيقات پس از دورهي دكترا در آزمايشگاه مشهور جيجي تامسون در دانشگاه كمبريج انگلستان را پيدا كرد. او در سال ۱۹۱۱ به اين آزمايشگاه رفت و شروع بدي با تامسون داشت. او در اولين ملاقاتها با اين دانشمند بزرگ به اشتباهي از او اشاره كرد و براي اثبات صحبت خود نيز مثالي از جزوه رايگان تامسون به خودش نشان داد. اين برخورد اوليه موجب شكلگيري رابطهاي نهچندان مناسب ميان اين دو دانشمند شد و در نهايت بور فايدهاي از مدت زمان حضور خود در آزمايشگاه تامسون نبرد.
در پايان آن سال، بور با دانشمند بزرگ ديگري يعني ارنست رادرفورد در آزمايشگاه شخصي او در دانشگاه منچستر ديدار كرد. پس از اين ديدار بور از رادرفورد درخواست كرد كه براي ادامهي تحقيقات نزد او بيايد و با قبول اين پيشنهاد از طرف رادرفورد، بور در مارس سال ۱۹۱۲ به شهر منچستر رفت. همكاري با رادرفورد نقطهي عطفي در زندگي او بود. او از همكاري با يك مربي الهامبخش و همچنين يك دوست عالي در سالهاي بعد بهرهمند شد. اين دو دانشمند رابطهي عميق خانوادگي نيز با هم داشتند كه ۲۵ سال تا زمان مرگ رادرفورد ادامه يافت.
رادرفورد در سال ۱۹۰۸ بهخاطر فعاليتهايش در زمينهي راديواكتيو، جايزهي نوبل شيمي را برده بود. او در سال ۱۹۰۹ هستهي اتم را كشف كرد. با وجود اعتبار بالاي رادرفورد، انديشه متخصصينيهي او مبني بر تشكيل شدن اتم از هستهاي با بار مثبت و الكترونهاي منفي در اطراف آن، با استقبال خوبي از طرف فيزيكدانان ديگر روبرو نشد. در مقابل بور مجذوب ايدهي اتمي او شد و خصوصا به رفتار الكترونها كه موضوع تز دكتراي خودش بود نيز علاقهي شديدي نشان داد.
تكامل مدل اتمي (از چپ به راست: تامسون، رادرفورد، بور، هايزنبرگ/شرودينگر)
بور در سال پاييز ۱۹۱۲ به دانمارك بازگشت تا روي دو ايدهي اصلي خود كار كند. هدف اوليهي او كشف رفتار الكترونها در اتم و هدف دوم، تعيين مدلي فيزيكي بر اساس مدل اتمي رادرفورد بود. او علاقه بسيار زيادي به انرژي مثبت، اشتياق و دانش رادرفورد داشت و با تحسين گروه علمي هماهنگ و پرانرژي او، روياي تشكيل چنين گروه تحقيقاتي در كپنهاگ را نيز در سر ميپروراند.
تفكري جديد در مورد اتمها
با بازگشت به كپنهاگ، بور مشعول تدريس در دانشگاه اين شهر شد. در همين منوال، تحقيقات انديشه متخصصيني او در مورد جايگاه الكترونها در اتم ادامه داشت. بور در ابتدا ميدانست كه انديشه متخصصينيهي رادرفورد با فيزيك كلاسيك همخواني ندارد. فيزيك كلاسيك معتقد بود در مدل رادرفورد الكترونها با بار منفي از خود انرژي ساطع ميكنند و به هسته با بار مثبت جذب ميشوند و در نتيجه، مدل رادرفورد ناپايدار است. به همين دليل، بور در تز دكتراي خود عنوان كرد كه فيزيك كلاسيك توانايي تشريح رفتارها در ابعاد اتمي را ندارد.
پس از رسيدن به اين نتيجه، بور براي حل رفتار به ظاهر غيرممكن الكترونها به سراغ انديشه متخصصينيههاي مدرنتر و فيزيك كوانتومي مكس پلانك و آلبرت اينشتين رفت. فيزيك كوانتوم به اين نكته اشاره ميكرد كه وقتي يك جسم حرارت را امواج نوراني از خود متصاعد ميكند، اين تصاعد نه به صورت دنبالهدار بلكه بهصورت بستههايي از انرژي موجي ايجاد ميشود. اينشتين اين بستهها را فوتون نامگذاري كرد. فوتونها هم مانند ديگر امواج سرعت، فركانس و طول موج خاص خود را دارند. انديشه متخصصينيهي پلانك نيز كه ذات انديشه متخصصينيهي كوانتوم را تشكيل ميدهد، معتقد بود فوتونها و در نتيجه نور، تنها اجازهي داشتن مقدارهاي مشخصي انرژي دارند و مقدارهاي ديگر براي آنها ممنوع است (فرمول E=hf).
بور هرچه كه روي اين موارد مطالعه كرده و با همكاران و دانشمندان ديگر مباحثه ميكرد، نميتوانست انديشه متخصصينيهي كوانتوم (يا حالتهاي مجاز و غيرمجاز) را به رفتار الكترونها درون اتم مرتبط كند. در نهايت در سال ۱۹۱۳ اتفاق مهمي در تحقيقات بور افتاد. او در اين سال با سري بالمر و فرمول بالمر آشنا شد. بالمر در سال ۱۸۸۵ و با آزمايش روي امواج پخش شده از هيدروژن جديد به فرمول بزرگ خود رسيده بود. بور با استفاده از انديشه متخصصينيهي كوانتوم توانست فرمول بالمر را اثبات كند و قدم اصلي در شكلگيري مكانيك كوانتوم (فيزيك در ابعاد اتمي) را برداشت.
مدل اتمي بور
بور معتقد بود فرمول پلانك عامل اصلي در توضيح رفتار الكترونها در اتم است. از انديشه متخصصين او همانطور كه انرژي در بستههاي ثابت و مشخص پخش ميشد، الكترونها نيز مقادير ثابت و مشخصي از انرژي داشته و مقادير ديگر براي آنها ممنوع بود. محاسبهي اين مقادير نيز با فرمول بالمر انجام ميشد.
در نهايت، تحقيقات بور اتم را شبيه به يك منظومهي شمسي ترسيم ميكرد. مانند گردش سيارات به دور خورشيد، الكترونها نيز در مدارهاي مشخص و ثابت به دور هسته ميچرخند. هرچه الكترون از هسته دورتر باشد، سطح انرژي آن بالاتر خواهد بود. تنها تفاوت اين مدل با منظومهي شمسي اين است كه بيش از يك الكترون اجازهي حضور در يك مدار مشخص را دارند.
مدل جديد بور يكي از اشكالات قديمي دانشمندان در مورد چگونگي جذب و انتشار نور توسط مواد را حل كرد. بور گفته بود الكترونها در مدارهاي مشخص در حال گردش هستند اما ميتوانند با جذب نور از يك سطح به سطحي بالاتر بروند. بعلاوه آنها ميتوانند با انتشار نور (فوتون)، انرژي خود را از دست داده و به مدار پايينتري بروند. ايم تحقيقات كه در سال ۱۹۱۳ به اوج خود رسيدند، جايزهي نوبل فيزيك را در سال ۱۹۲۲ براي بور به ارمغان آورد.
در نهايت مد بور براي اتم مدلي كامل با استفاده از انديشه متخصصينيات كوانتومي بود كه خصوصا براي اتمهايي با يك الكترون مانند هيدروژن متخصصد داشت. اگرچه بعدها اين مدل بهبود يافته و با مدلهاي كاملتري جايگزين شد، تحقيقات بور را ميتوان مانند باز شدن درب اتم به روي انديشه متخصصينيهي كوانتوم دانست. در سالهاي بعدي و در دههي ۱۹۲۰ دانشمنداني هعچون هايزنبرگ و شرودينگر انديشه متخصصينيهي بور را تكميل كرده و طرحي دقيقتر از جايگاه الكترون در اتم ارائه كردند.
نيلز بور در كنار آلبرت اينشتين
بور در خلال تحقيقات خود به اين نتيجه رسيد كه خواص شيميايي عناصر ارتباط نزديكي با الكترونهاي موجود در پايدارترين مدار اتم دارد كه با نام الكترونهاي ظرفيت شناخته ميشوند. او با استفاده از اين انديشه متخصصينيه، بخش زيادي از ساختار جدول تناوبي عناصر را توضيح داد و ممباحثهي جديد به نام شيمي كوانتوم را معرفي كرد.
بور در سال ۱۹۱۳ سه مقالهي جامع در مورد كوانتوم منتشر كرد كه بعدها به اصول انديشه متخصصينيهي قديمي كوانتوم مشهور شدند. اين مقالهها شهرت او بهعنوان فيزيكدان را با اعتبار كوانتومياش تركيب كرده و زمينه را براي شهرت جهانياش فراهم كردند. او سمينارهايي را در دانشگاه گوتينگن برگزار كرد و پس از مدتي به دعوت دوستش رادرفورد براي ادامهي تحقيقات به منچستر رفت. شروع جنگ جهاني اول تاثيري عميق در ارتباطات و تحقيقات دانشمندان داشت اما بور با تمام قوا از ۱۹۱۴ تا ۱۹۱۶ در منچستر ماند و به تحقيق پرداخت. او در اين دوران در دانشگاه ويكتوريا در منچستر نيز به تدريس مشغول بود.
بور بار ديگر به كپنهاگ بازگشت و اين بار بهعنوان اولين عضو هيئت علمي دانشگاه اين شهر در رشتهي فيزيك انديشه متخصصيني به فعاليت پرداخت. او از سرمايهي شخصي براي تاسيس موسسهي تحقيقات فيزيك انديشه متخصصيني در اين دانشگاه استفاده كرد و دانشمندان بزرگي همچون هايزنبرگ تحت تعليم او در موسسهاي كه بعدا به نام موسسهي علمي نيلز بور شناخته شد، به تحصيل و تحقيق پرداختند. بور تا سال ۱۹۶۲ بهعنوان رئيس اين موسسه فعاليت ميكرد.
تفسير كپنهاگي مكانيك كوانتوم
با توسعهي انديشه متخصصينيهي كوانتوم، مباحثههاي متعددي در مورد تفسير اين علم به جريان افتاد. يكي از اين مباحثهها و اختلاف انديشه متخصصينها ميان اينشتين و بور بود. آنها مباحثههايي جدي پيرامون تصادفي بودن يا نبودن پديدهها در جهان هستي داشتند. اينستين مخالف و بور موافق اتفاقي بودن برخي پديدهها در جهان بودند. امروزه بسياري از فيزيكدانان با عقيدهي بور موافق هستند و برخي پديدههاي جهاني را تصادفي ميدانند. (براي اطلاعات بيشتر اصطلاح God does not play dice را جستجو كنيد).
تصوير مشهوري از دانشمندان بزرگ قرن بيستم در كنفرانس سلوي (بور در گوشهي سمت راست)
سه نفر از برجستهترين دانشمندان فيزيك قرن بستم يعني نيلز بور، ورنر هايزنبرگ و ولفگانگ پائولي تاثيرات عميقي در تفسير كپنهاگي مكانيك كوانتوم داشتند. در اين ميان پائولي مانند يك ميانجي بين هايزنبرگ و بور عمل ميكرد. اين استاد و شاگرد برخي اوقات آنچنان در تفسير كوانتوم با هم مخالفت ميكردند كه قادر به صحبت كردن رو در رو نبودند. در نهايت از اين ظرف جوشان اختلاف عقايد در مورد مكانيك كوانتوم، ۴ انديشه متخصصينيهي اساسي تفسير كپنهاگي پديدار شد. اين انديشه متخصصينيهها شامل اصول مكمليت بور يا اصل عدم قطعيت هايزنبرگ، شرايط دوگانهي ذره-موج، استفاده از احتمالات در تفسير رفتار امواج و در نهايت تركيب مكانيك كوانتوم با مكانيك كلاسيك در اعداد كوانتومي بزرگ بودند.
در نهايت با تمامي تفاسير و برداشتها و از مكانيك كوانتوم و حتي تركيب آن با فلسفه، امروز اين علم به اصلي پايهاي در درك رفتار ذرات در مقياس اتمي تبديل شده است.
هسته اتم
جيمز چادويك در سال ۱۹۳۲ و در آزمايشگاه رادرفورد ذرهي نوترون را كشف كرد. اين كشف، بور را به مطالعهي بيشتر در مورد هستهي اتم علاقهمند كرد. واكنشهاي هستهاي توجه اين دانشمند را به خود جلب كردندو از همه مهم تر واكنشهايي كه در آن هستهي اتم با نوترونها بمباران ميشود تا هستهاي راديواكتيو توليد كند (واكنشهاي گيراندازي نوتروني)، از موارد مورد علاقهي نيلز بور بودند.
اتاق كنترل شتابدهندهي تحقيقاتي بور
بور از نتايج تحقيقات دانشمندان ديگر در اين زمينه راضي نبود و به همين دليل تحقيقات خود را در سالهاي ۱۹۳۴ و ۱۹۳۵ با جديت روي هستهي اتم دنبال كرد. او براي اين منظور بار ديگر از مهارت جذب سرمايهي خود استفاده كرده و براي پروژهاي جديد به بنياد راكفلر مراجعه كرد. برنامهي زيستشناسي تجربي اين بنياد براي بهبود تحقيق و شرايط علوم زيستي طراحي شده بود. نيلز با همكاري هوسي و زيستشناس دانماركي آگوست كرو براي ساخت يك شتابدهندهي ذرهي آزمايشگاهي درخواست سرمايه كرد.
بور قصد داشت تا از اين شتابدهنده جهت مطالعهي فيزيك هستهاي استفاده كند. در كنار تحقيقات او، اين شتابدهنده ايزوتوپهاي موثر در فرآيندهاي زيستي را نيز توليد ميكرد. در نتيجه اين سيستم براي بهبود فرآيندهاي تشخيص هستهاي كه هوسي اختراع كرده بود نيز مفيد بود. علاوه بر بنياد راكفلر، سرمايهگذاران دانماركي نيز در اين پروژه سهيم بودند.
تفسير هستهي اتم بهصورت قطرهي مايع، تئوري شكاف هستهاي را تكميل كرد
در نهايت او انديشه متخصصينيهي هستهي مركب را در سال ۱۹۳۶ ارائه كرد. او اعتقاد داشت زماني كه يك نوترون وارد هسته ميشود، با تعداد زيادي نوترون و پروتون حاضر در هسته برخورد ميكند. نتيجهي اين برخوردهاي يك هستهي مركب نيمهپايدار است. در نهايت اين هسته به خاطر برخوردهاي فراوان داخلي مجبور به از دست دادن انرژي ميشود كه آن را با انتشار اشعهي گاما يا نور انجام ميدهد. هم انديشي ها بور در اين زمينه تا دو دهه معتبر بودند تا اين كه در دههي ۱۹۵۰ پسرش آگه بور فرمولي بهينه براي اين انديشه متخصصينيه ارائه كرد و در سال ۱۹۷۵ جايزهي نوبل فيزيك را دريافت كرد.
دانشمند مشهور دانماركي در سال ۱۹۳۹ با همكاري جان ويلر انديشه متخصصينيهي هستهي اتم به شكل قطرهي مايع را تدوين كرد. طبق اين انديشه متخصصينيه، هستهي اتم مانند يك قطرهي مايع دوّار و غيرقابل تراكم است كه توسط كشش سطحي شكل خود را حفظ ميكند. در اين انديشه متخصصينيه همانطور كه قطرهي مايع قابليت تغيير شكل دادن از حالت كروي دارد و قطرههاي بزرگ هم به قطرههاي كوچك تقسيم ميشوند، هستههاي بزرگ اتم مانند اورانيم نيز قابليت تقسيم شدن دارند. اين تقسيم همان شكافت هستهاي است كه منبع انرژي براي بمبهاي اتم و نيروگاههاي هستهاي را تامين ميكند. مدل قطرهي مايع موفقيتهاي بزرگي براي توجيه ساختار و خواص هستههاي سنگين مانند اورانيم داشت.
موسسهي تحقيقاتي نيلز بور
بور پس از نتيجهگيري در مورد شكافت هستهي اتم، به پتانسيلهاي خطرناك آن براي ساخت بمب پي برد. البته او در سخنرانيهايي در دانمارك و نروژ به اين نكته اشاره كرد كه اشكالات متخصص، زمان ساخت بمب را بسيار طولاني خواهند كرد. حتي زماني كه هايزنبرگ در سال ۱۹۴۱ از نقشش در پروژهي بمب اتم آلمان به بور خبر داد، باز هم دانشمند دانماركي بر عقيدهي خود پافشاري ميكرد.
پروژه منهتن
دانمارك در آوريل سال ۱۹۴۰ مورد تهاجم نيروهاي نازي قرار گرفت. مادر بور يهودي بود و او در معرض تهديدات ارتش نازي قرار داشت. خوشبختانه در ابتداي اين تجاوز خطري متوجه اين دانشمند نشد. البته در سال ۱۹۴۳، نازيها تصميم گرفتند كه يهوديهاي دانمارك را به كمپها منتفل كنند. در اين ميان بور پيغامي مبني بر تصميم نازيها براي دستگيرياش دريافت كرده و سريعا به همراه خانواده به سوئد فرار كرد. سوئد در آن زمان در جنگ بيطرف بود و مورد هجوم نازيها نيز قرار نگرفته بود.
نيلز بور به همراه پسرش آگه در سال ۱۹۴۳ با پروازي به بريتانيا رفتند. همسر او يعني مارگارت تا پايان جنگ در سوئد ماند. نكتهي مهم در اين فرار، پرواز بور با هواپيمايي بمبافكن از فراز نروژ تحت اشغال نازيها بود. اين پرواز در ارتفاع بلند انجام ميشد و بور ۵۸ ساله در بخش نگهداري بمبها بود. پس از مدتي اكسيژن كافي به او نرسيد و بيهوش شد. خلبان كه متوجه حالت بور شده بود ارتفاع پرواز را كم كرد و در زمان فرود آمدن، او هوشياري خود را بهدست آورد.
اين پدر و پسر پس از رسيدن به منطقهي امن انگلستان، شروع به انجام تحقيقات علمي براي دولت اين كشور كردند. تحقيقات اصلي آنها در پروژهي بمب اتم به رهبري جيمز چادويك بود. بور ابتدا اعتقادي به اين پروژه نداشت اما پس از كسب اطلاع از موفقيت آلمانيها در دستيابي به فناوريهاي اوليه، با چادويك همكاري كرد.
نمونهي بمبافكن حامل بور پدر و پسر
نيلز بور بههمراه پسرش آگه در ساخت بمب اتم آمريكا نقش داشت
در سال ۱۹۴۴ پدر و پسر بور وارد پروژهي منهتن شدند و زمان زيادي را در ايالات متحدهي آمريكا و لندن به اين پروژه مشغول بودند. يكي از وظايف اصلي نيلز بور در اين پروژه، راهنمايي و مديريت دانشمندان جوانتر بود. نامهاي سرّي اين دو دانشمند در خلال پروژهي منهتن، نيكولاس بيكر و جيمز بيكر بود. نيلز بور پس از جنگ فعاليتهايي جدي در جهت صلح انجام داد و در انواع رويدادها در حمايت از استفادهي صلحآميز از انرژي هستهاي شركت كرد.
بور كه در دوران جنگ و تبعيد متوجه اهميت بمب اتم در معادلات بينالمللي شده بود، براي پيشگيري از تشكيل ارتشهاي هستهاي پيشنهاد داد كه نيروي ديگر متفقين يعني شوروي نيز از جزئبات پروژهي منهتن مطلع شود. او كمپيني به اين منظور راه انداخت و حتي با نخست وزير انگليس وينستون چرچيل و رئيس جمهور آمريكا فرانكلين روزولت ديدارهايي داشت. اين افراد هيچكدام در مورد ايدهي او قانع نشدند و حتي چرچيل اين دانشمند را به جاسوسي براي روسها متهم كرد. بههرحال بور به تلاشهاي خود حتي بهصورت مخفيانه ادامه داده و مكاتبات ديگري با دولتمردان كشورها و سازمان ملل متحد انجام داد. او در صحبتهاي خود طرحش را با نام Open World معرفي ميكرد.
پس از بمباران اتمي ژاپن در آگوست سال ۱۹۴۵، بور نيز مجوز بازگشت به كشورش را دريافت كرد. استقبال خوبي از او در دانمارك شد و حتي برخي رسانهها او را مخترع دانماركي بمب اتم ناميدند. نيلز بور پس از جنگ و در كنار توسعهي موسسهي تحقيقاتي خود، تلاشهايي جدي براي تاسيس موسسهي تحقيقاتي Risø در نزديكي كپنهاگ انجام داد. اين موسسه بهمنظور انجام تحقيقات براي توسعهي نيروگاههاي هستهاي تاسيس شد كه البته هيچگاه به نتيجهي نهايي نرسيد.
نيلز بور در كنار ورنر هايزنبرگ
او در سال ۱۹۵۴ يكي از اعضاي اصلي و تاثيرگذار سازمان اروپايي تحقيقات هستهاي يا CERN بود.
زندگي شخصي، مرگ و افتخارات
نيلز بور در يكم آگوست سال ۱۹۱۲ در كپنهاگ با مارگارت نورلاند، خواهر رياضيدان مشهور نيلز اريك نورلاند ازدواج كرد.آنها ۶ پسر داشتند كه آگه از همه مشهورتر شد. در اين ميان دو پسر خانواده نيز در حادثه جان خود را از دست دادند.
حمايت از پناهندگان جنگي از يادگارهاي اخلاقي اين دانشمند دانماركي است
يكي از نكات مهم زندگي بور، حمايت او از پناهندگان بوده است. او در سال ۱۹۳۳ و با قدرت گرفتن آدولف هيتلر در حزب نازي، عواقب آن را پيشبيني كرد. او با مشاهدهي همكاران يهودياش در آلمان كه شغل خود را از دست داده و اميدي به آينده نداشتند، به فكر راهحلي اساسي افتاد. او با استفاده از ارتباطاتش با سازمانهاي مردمنهاي خصوصا كميتهي حمايت از مهاجران در دانمارك، فيزيكدانان را از آلمان خارج ميكرد تا مدتي را در موسسهي تحقيقاتي او مشغول به كار باشند و سپس به كشورهاي ديگر (عموما آمريكا) براي اقامت دائم مهاجرت كنند.
نيلز بور از سال ۱۹۳۸ تا زمان مرگ بهعنوان مدير آكادمي سلطنتي علوم دانمارك مشغول به فعاليت بود. اين دانشمند دانماركي در سال ۱۹۶۲ و در سن ۷۷ سالگي در خانهاش در كپنهاگ بر اثر حملهي قلبي از دنيا رفت. خاكستر جسد او در قبرستان Assistens كپنهاگ در كنار والدين و برادر كوچكترش هارالد دفن شد.
نيلز بور، جيمز فرانك، آلبرت اينشتين و ايزيدور ايزاك رابي
جوايز و افتخارات
انجمن سلطنتي علوم لندن در سال ۱۹۲۱ جايزهي بزرگ هيوز را به اين دانشمند اهدا كرد. اين انجمن يكبار ديگر در سال ۱۹۳۸ مدال كاپلي را به بور اهدا كرد. جايزهي نوبل فيزيك نيز در سال ۱۹۲۲ بهخاطر خدمات او در مطالعه ساختار اتم و تابشهاي آن، به بور اهدا شد. انجمن علوم ايتاليا در سال ۱۹۳۳ مدال ماتيوچي را به اين دانشمند اهدا كرد. جوايز بعدي در سالهاي ۱۹۲۶ و ۱۹۳۰ بهترتيب از طرف موسسهي فرانكلين فيلادلفيا و تحت عنوان مدال فرانكلين و مدال مكس پلانك به نيلز بور تعلق گرفتند.
از ديگر جوايز و افتخارات اين دانشمند اسطورهاي ميتوان به جايزهي Atoms for Peace ايالات متحدهي آمريكا و Sonning Prize از دانشگاه كپنهاگ اشاره كرد كه در سال ۱۹۵۷ به او تعلق گرفتند.
هم انديشي ها