Die Quantenmechanik ist die Grundlage der Physik des 20. Jahrhunderts. Es ermöglichte es, die in der Mikrowelt auftretenden Phänomene zu verstehen und ermöglichte viele technische Errungenschaften, wie der Aufbau des Transistors, Mikroprozessor und die Beherrschung der Kernenergie. Dank der Quantenmechanik verstehen wir die Struktur chemischer Bindungen und vieler biologischer Phänomene besser, und so haben wir neue Möglichkeiten, die Natur zu manipulieren. Auch in der Kosmologie sind Quantenideen heute wichtig. Die Quantenmechanik hat nicht nur unser tägliches Leben enorm verändert, es erzwang aber auch viele Änderungen in den philosophischen Ansichten. Der Däne Niels Bohr war der bedeutendste Physiker unter diesen, die an der Entwicklung der Quantentheorie beteiligt waren.
Niels Bohr spielte eine entscheidende Rolle bei der Transformation, zu denen die Physik im 20. Jahrhundert durchlief. Um 1913 R. entwickelte ein Modell des Atoms, das hat große Anerkennung gewonnen, und Mitte der 1920er Jahre beteiligte er sich an der Geburt einer neuen Quantentheorie – mathematische Interpretation der intraatomaren Realität – Das ist bis heute die vorherrschende Theorie in der Physik. Quantenphysik, und insbesondere die sogenannte Kopenhagener Interpretation der neuen Theorie, war ein großer Erfolg, Bohrs Einfluss war entscheidend für seine Akzeptanz. Alle großen Errungenschaften der Chemie und Elektronik sowie die Entwicklung der Kernenergie stammen aus der Quantentheorie. Ihre Folge ist auch die gegenwärtige Annäherung der Physik, Kosmologie und Biologie. Die große Bedeutung der Quantentheorie beruht auch auf ihren philosophischen Implikationen. Niels Bohr beendete seine ernsthafte Suche nach der "ultimativen" Realität. Laut Bohr ist „die Ansicht ein Fehler, dass die Aufgabe der Physik zu erkennen ist, Was ist die Natur?. In der Physik geht es darum, Was können wir über die Natur sagen? ".
Niels Bohr wurde in Kopenhagen geboren 7 Oktober 1885 R. Er war der Sohn von Christian Bohr, Professor für Physiologie, und Ellena geb. Adler. Die Bohrs waren sehr nah. Sie bildeten eine kulturelle Familie, mit einem hohen intellektuellen Niveau, So wuchs Niels in einem Umfeld auf, das der Entwicklung seines Genies förderlich war. Die Mutter war herzlich und intelligent. Vater war vorsichtig, wie Bohr sich später erinnerte: "Dass du etwas von mir erwarten sollst". Die Bohrs waren nicht sehr fromm und Niels wurde Atheist. Er war vorsichtig, dass religiöse Überzeugungen falsch und schädlich sind. Aus 1891 R. besuchte die Gammelholms Latin og Realskole, wo er als guter Schüler erinnert wurde, Ein Junge, groß für sein Alter, anfällig für Kämpfe, aber auch ein bisschen schüchtern. Wie er sich erinnert, Er war begeistert von der Wissenschaft "dank des Einflusses seines Vaters".. In 1903 R. trat in die Universität von Kopenhagen ein, wo er sich hauptsächlich mit Physik beschäftigte. Er erhielt einen Master-Abschluss in 1909 R., und der Arzt in 1911 R. Im selben Jahr starb sein Vater, und Niels heiratete Margeth Norlund.
Revolution in den Ansichten über den Aufbau des Atoms in 1911 R. war schon eine Tatsache. Bohrs Doktorarbeit befasste sich mit der Theorie der Elektronen, etwa zehn Jahre zuvor von J. entdeckt.. J.. Thomas. Es war bekannt, dass Elektronen ein gemeinsamer Bestandteil der Materie sind. Thomson schlug ebenfalls vor, dass die Anzahl der Elektronen in einem Atom seiner Masse entspricht und die Vielfalt der Atome der permanenten Elemente bestimmt. Ernest Rutherford hat demonstriert, dass das Atom klein ist, schwerer Hoden, was natürlich von grundlegender Bedeutung war. Die Entdeckung hat es geschafft, dass Physiker von der Theorie abgewichen sind, wonach das Atom so etwas wie ein Rosinenpudding war – Bestehend aus einem Kern, der mit Elektronen wie Rosinen in einem Kuchen übersät ist – zugunsten des Rutherford-Modells, in dem sich Elektronen um einen winzigen Kern drehen.
In 1913 R. Bohr, Arbeit in England mit Rutherford, veröffentlichte drei Arbeiten zur Struktur des Atoms, was definitiv die weitere Entwicklung der Physik beeinflusste. Das Rutherford-Modell hat einige wichtige Probleme gelöst, Auf die Grundfrage gab es jedoch noch keine Antwort: warum Elektronen – sicherlich vom Kern angezogen – sie werden nicht endgültig von ihnen aufgenommen. Zusamenfassend, Das Rutherford-Modell erklärte die Stabilität des Atoms nicht, eine seiner Grundfunktionen.
Bohr verstand, dass die klassische Newtonsche Mechanik das Verhalten von Materie auf atomarer Ebene nicht erklären kann, deshalb interessierte er sich für die Quantentheorie der "Schwarzkörperstrahlung", formuliert um die Jahrhundertwende von Max Planck, mit dem Einstein das Verhalten von "Lichtteilchen" erklärte. In 1912 R., nach einer relativ kurzen Zeit harter Arbeit, Bohr erklärte, warum das Wasserstoffatom Lichtstrahlen aussendet, und entwickelte eine Theorie, die sehr gut den experimentellen Fakten entsprach. Bohr gegründet, dass das Elektron dann nur Licht ausstrahlt, wenn es seine Umlaufbahn ändert, Das heißt, die Emission eines Lichtquantums begleitet den "Sprung" eines Elektrons von einer Umlaufbahn zur anderen. Einstein, über die Ergebnisse von Bohrs Arbeit erfahren zu haben, sagte er zuversichtlich, mit der lakonischen Natur davon: "Das ist eine enorme Leistung".
Ein Modell des Atoms bauen, genannt das Rutherford-Bohr-Modell, Es war ein großer Schritt nach vorne und wurde bald verwendet, um die atomare Struktur aller anderen Elemente zu erklären. Eine von Bohrs Errungenschaften in 1913 R. war die Identifizierung des Röntgenspektrums mit dem entsprechenden Quanten-Elektronen-Hopping. Die Spektroskopie ermöglichte es den Wissenschaftlern des 19. Jahrhunderts, viele Elemente zu entdecken und zu untersuchen. Röntgenstrahlen, mit einer viel kürzeren Wellenlänge als sichtbares Licht, liefern wichtige Informationen zu Phänomenen auf atomarer Ebene. Patrz Gustav Kirchhoff i Max von Laue.
Im Laufe des nächsten Jahres entwickelte der britische Physiker Harry Moseley die, unter der Leitung von Bohr, auf der Grundlage von Röntgenspektrumuntersuchungen einzelner Elemente neu, die endgültige Reihenfolge der Elemente im Periodensystem und ordnete jedem Element die richtige Ordnungszahl zu. In den nächsten Jahren machte Bohr viele detailliertere Entdeckungen. Wie Abraham Pais schrieb: "Jetzt urteilen… es war umso fabelhafter und erstaunlicher, dass es aus einer Analogie kam – Atombahnen ähnlich den Bahnen der Planeten, die die Sonne umkreisen, Maulwurf (rotieren) ähnlich der Drehung der Planeten um ihre Achse – obwohl in Wirklichkeit diese Analogien falsch sind ". In 1922 R. Bohr wurde mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.
Hat sich herausgestellt, dass das Bohr-Modell des Atoms tatsächlich einige schwerwiegende Mängel aufwies. Die sogenannte erste Quantenrevolution löste nicht alle Probleme im Zusammenhang mit dem Verhalten komplexerer Atome. Obwohl in Patches 1913-1925 Diese Theorie wurde auf verschiedene Weise angepasst, Gleichzeitig wuchsen ernsthafte Zweifel, was schließlich zur "zweiten Quantenrevolution" führte. In den 1920er Jahren. Bohr spielte eine entscheidende Rolle bei der Lösung der Krise in der Physik, verursacht durch die Nachteile des Atommodells, was er selbst gemacht hat. Zurückgekommen 1916 R. an die Universität von Kopenhagen, Bohr wurde Professor für theoretische Physik und nahm fünf Jahre später an der Eröffnung des Instituts für Theoretische Physik teil. Dank Bohr ist Kopenhagen zu einem Anziehungspunkt für Physiker geworden. Die sogenannte zweite Quantenrevolution trug zur Entstehung einer neuen bei, rein mathematisches Modell des Atoms, Dies bestätigte in der Tat die eingeschränkte Fähigkeit des Menschen, intraatomare Phänomene wahrzunehmen. Die zweite Revolution bestand aus der Schrödinger-Wellenmechanik und der Heisenbergschen Matrixmechanik sowie seinem berühmten Unsicherheitsprinzip, welches die Grenzen der Erkenntnis physikalischer Systeme definiert.
In den späten 1920er Jahren entwickelte Bohr zwei Prinzipien, das würde helfen, die Quantenrevolution zu einem glücklichen Ende zu bringen. In einem berühmten Vortrag von St. 1927 R. Punkt. "Die philosophischen Grundlagen der Quantentheorie" Bohr diskutierte erstmals das Konzept der Komplementarität. Sein Wesen ist, dass jedoch atomare Systeme in einer widersprüchlichen Weise definiert werden können – als Wellen und als Teilchen – Beide Merkmale sind für eine erschöpfende Beschreibung von Phänomenen erforderlich. Bohr ist fasziniert von den philosophischen Implikationen dieses Konzepts, Schließlich kam er zu einem Schluss, dass sich das Prinzip der Komplementarität auf das Problem des freien Willens und die grundlegenden Prozesse des Lebens bezieht. Vielleicht war dies eine wichtigere Folge dieses Prinzips, Diese Quantentheorie wurde verwendet, um die Natur erschöpfend zu beschreiben, welche späteren Entdeckungen sich nicht änderten. Es gibt keine "tiefere" Realität hinter Quantenmessungen, und obwohl dieses Konzept später oft von allen möglichen Seiten angegriffen wurde, es blieb das Fundament des "Kopenhagener Geistes" – trotz verschiedener mentaler Experimente, Überlegungen zum "Geist Gottes" und zur Theorie mehrerer Universen. Die Komplementaritätslehre wurde von Albert Einstein nie vollständig anerkannt, ani Max Planck, noch viele andere Physiker, Trotzdem bleibt es bis heute die Grundlage der Physik.
In den 1930er Jahren beschäftigte sich Bohr mit der Kernphysik. In 1934 R. schlugen ein Tröpfchenmodell des Atomkerns vor, Dies erwies sich als sehr hilfreich für das Verständnis des Phänomens der Kernspaltung. In 1936 R. formulierte die Theorie des Atomkerns, Dies diente als Grundlage für die weitere Nuklearforschung im nächsten Jahrzehnt. Nach Bohrs Theorie sind Neutronen und Protonen, die dicht in einem Atomkern gepackt sind, durch eine starke Wechselwirkung gebunden, was die gegenseitige Abstoßung von Protonen ausgleicht, mit der gleichen elektrischen Ladung. Zugegeben, es war offensichtlich, dass das Ungleichgewicht des Kerns mit der Freisetzung von Energie einhergehen würde, Aber es war weit entfernt von Physikern, alle Konsequenzen dieses Prozesses zu verstehen.
Nach dem Ausbruch des Zweiten Weltkriegs blieb Bohr zunächst in Dänemark, was die Deutschen aufgenommen haben 1940 R. Aufgrund seiner Position gelang es ihm, viele seiner Kollegen vor der Verfolgung zu retten, Er weigerte sich jedoch, mit den Deutschen zusammenzuarbeiten. In 1943 R. Gerüchte über Bohrs bevorstehende Inhaftierung verbreiteten sich. Der Gelehrte und seine Familie flohen dann nach Schweden, und dann nach England, dann befand er sich in den Vereinigten Staaten. Bald schloss er sich dem Team an, das am Manhattan-Projekt arbeitete. Aus Sicherheitsgründen erhielt er den Spitznamen Onkel Nick (Onkel Nick). Bohrs Teilnahme an dem Projekt war eher symbolisch als real. Bohr war gegen das Abwerfen der Atombombe. Während des Krieges traf er Roosevelt und Churchill, wer lehnte sein Angebot ab, die Sowjetunion über die Atomforschung zu informieren, um ein nukleares Wettrüsten zu verhindern.
Nach seiner Rückkehr nach Dänemark arbeitete Bohr bis zu seinem Lebensende aktiv. Er zog sich von der Universität in zurück 1955 R. Als Wissenschaftler war er am Kampf gegen Atomwaffen beteiligt; er schrieb unter anderem in 1950 R. der berühmte "offene Brief" an die Vereinten Nationen. Er hat viele Auszeichnungen erhalten, einschließlich der Auszeichnung "Atom for Peace" von 1957 R. Er unterstützte aktiv die internationale Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Physik und trug zur Schaffung des Europäischen Kernforschungszentrums bei (CERN) in Genf. 17 November 1962 R. gab das letzte Interview zur Geschichte der Quantentheorie. Nächster Tag, während ihres üblichen Nickerchens nach dem Abendessen, Er starb an einem Herzinfarkt. Er wurde im Familiengrab in Kopenhagen beigesetzt.
Bohr war weithin anerkannt, Einige der Aussagen machen es leicht zu verstehen, wie groß war seine Bedeutung. So beschrieb Victor Weisskopf die Atmosphäre in Bohrs "Kopenhagener Schule": „Wir haben ihn gesehen, der größte unserer kollegen, wie er arbeitete, er hat geredet, er war am Leben. Er war wie die meisten jungen Leute – optimistisch, heiter, begeistert, die tiefsten Geheimnisse der Natur angreifen, ohne an konventionelle Bindungen gebunden zu sein, mit einem Gefühl der Freude, das ist schwer zu beschreiben ". Was auch immer der Stil ist, als Ausdruck der Anbetung, Weisskopfs Bemerkungen sind zutreffend. Abraham Pais stimmte ihnen zu, Wer schrieb: „Bohr spielte eine wichtige Rolle bei der Erklärung der Veränderungen in den philosophischen Grundsätzen der Physik, notwendig, um Quantenphänomene zu verstehen ". Richard Rhodes drückte es einfacher aus: "Bohrs Beitrag zur Physik des 20. Jahrhunderts. an zweiter Stelle nach den Leistungen von Einstein ".
