丹麥物理學家，哥本哈根學派的創始人

2020-10-07 老李歷史地理旅遊文化

尼爾斯·亨利克·大衛·玻爾（Niels Henrik David Bohr，1885.10.07～1962.11.18）

丹麥物理學家，哥本哈根學派的創始人。1885年10月7日生於哥本哈根，1903年入哥本哈根大學數學和自然科學系，主修物理學。1907年以有關水的表面張力的論文獲得丹麥皇家科學文學院的金質獎章，並先後於1909年和1911年分別以關於金屬電子論的論文獲得哥本哈根大學的科學碩士和哲學博士學位。隨後去英國學習，先在劍橋約瑟夫·約翰·湯姆生（Joseph John Thomson）主持的卡文迪許實驗室，幾個月後轉赴曼徹斯特，參加了以歐內斯特·盧瑟福為首的科學集體，從此和歐內斯特·盧瑟福建立了長期的密切關係。

1913年玻爾任曼徹斯特大學物理學助教，1916年任哥本哈根大學物理學教授，1917年當選為丹麥皇家科學院院士。1920年創建哥本哈根理論物理研究所，任所長。1922年玻爾榮獲諾貝爾物理學獎。

1923年接受英國曼徹斯特大學和劍橋大學名譽博士學位。1937年5、6月間，玻爾曾經到過我國訪問和講學。1939年任丹麥皇家科學院院長。第二次世界大戰開始，丹麥被德國法西斯佔領。1943年玻爾為躲避納粹的迫害，逃往瑞典。1944年玻爾在美國參加了和原子彈有關的理論研究。1947年丹麥政府為了表彰玻爾的功績，封他為「騎象勳爵」。1952年玻爾倡議建立歐洲原子核研究中心（CERN），並且自任主席。1955年他參加創建北歐理論原子物理學研究所，擔任管委會主任。同年丹麥成立原子能委員會，玻爾被任命為主席。

玻爾從1905年開始他的科學生涯，一生從事科學研究，整整達57年之久。他的研究工作開始於原子結構未知的年代，結束於原子科學已趨成熟，原子核物理已經得到廣泛應用的時代。他對原子科學的貢獻使他無疑地成了20世紀上半葉與愛因斯坦並駕齊驅的、最偉大的物理學家之一。

原子結構理論

在1913年發表的長篇論文《論原子構造和分子構造》中創立了原子結構理論，為20世紀原子物理學開闢了道路。

創建著名的「哥本哈根學派」

1930年哥本哈根會議

1921年，在玻爾的倡議下成立了哥本哈根大學理論物理學研究所。玻爾領導這一研究所先後達40年之久。這一研究所培養了大量的傑出物理學家，在量子力學的興起時期曾經成為全世界最重要、最活躍的學術中心，而且至今仍有很高的國際地位。

創立互補原理

1928年玻爾首次提出了互補性觀點，試圖回答當時關於物理學研究和一些哲學問題。其基本思想是，任何事物都有許多不同的側面，對於同一研究對象，一方面承認了它的一些側面就不得不放棄其另一些側面，在這種意義上它們是「互斥」的；另一方面，那些另一些側面卻又不可完全廢除的，因為在適當的條件下，人們還必須用到它們，在這種意義上說二者又是「互補」的。按照玻爾的看法，追究既互斥又互補的兩個方面中哪一個更「根本」，是毫無意義的；人們只有而且必須把所有的方面連同有關的條件全都考慮在內，才能而且必能（或者說「就自是」）得到事物的完備描述。

玻爾認為他的互補原理是一條無限廣闊的哲學原理。在他看來，為了容納和排比「我們的經驗」，因果性概念已經不敷應用了，必須用互補性概念這一「更加寬廣的思維構架」來代替它。因此他說，互補性是因果性的「合理推廣」。尤其是在他的晚年，他用這種觀點論述了物理科學、生物科學、社會科學和哲學中的無數問題，對西方學術界產生了相當重要的影響。

玻爾的互補哲學受到了許許多多有影響的學者們的擁護，但也受到另一些同樣有影響的學者們的反對。圍繞著這樣一些問題，爆發了歷史上很少有先例的學術大論戰，這場論戰已經進行了好幾十年，至今並無最後的結論，而且看來離結束還很遙遠。

在原子核物理方面的成就

作為盧瑟福的學生，玻爾除了研究原子物理學和有關量子力學的哲學問題以外，對原子核問題也是一直很關心的。從20世紀30年代開始，他的研究所花在原子核物理學方面的力量更大了。他在30年代中期提出了核的液滴模型，認為核中的粒子有點像液滴中的分子，它們的能量服從某種統計分布規律，粒子在「表面」附近的運動導致「表面張力」的出現，如此等等。這種模型能夠解釋某些實驗事實，是歷史上第一種相對正確的核模型。在這樣的基礎上，他又於1936年提出了複合核的概念，認為低能中子在進入原子核內以後將和許多核子發生相互作用而使它們被激發，結果就導致核的蛻變。這種頗為簡單的關於核反應機制的圖像至今也還有它的用處。

當L．邁特納和O．R．弗裡施根據O．哈恩等人的實驗提出了重核裂變的想法時，玻爾等人立即理解了這種想法並對裂變過程進行了更詳細的研究，玻爾並且預言了由慢中子引起裂變的是鈾-235而不是鈾-238。他和J．A．惠勒於1939年在《物理評論》上發表的論文，被認為是這一期間核物理學方面的重要成就。眾所周知，這方面的研究導致了核能的大規模釋放。

左為玻爾，右為愛因斯坦

玻爾講述對應原理

玻爾在普林斯頓大學作原子核液滴模型演講

玻爾作帶電粒子穿透問題演講

玻爾對量子力學的研究

玻爾對量子力學的研究

相關焦點

  • 能和愛因斯坦論戰的哥本哈根學派,為何能引領丹麥科技崛起?
    20世紀20年代開始，哥本哈根大學出現了幾個世界頂尖的物理學家，哥本哈根學派崛起，並逐漸發展成為世界物理學最強大的學術流派，最終帶領丹麥在往後的數十年裡，成為世界科技中心。究竟是怎樣的哥本哈根大學和哥本哈根學派，能產生這樣的影響力？
  • 細說偉大的哥本哈根學派,哥本哈根解釋為什麼會正確
    2002年，《紐約時報》曾援引科學史家傑德·布赫瓦爾德的話：「物理學家一直特別厭惡將哪怕是一丁點情感帶入他們的專業工作中。」事實上，大多數物理學家都不想提及上章所述的難言之隱：物理學遇到的自覺的觀察者。哥本哈根學派對量子力學的解釋使得這種逃避成為可能。於是這種解釋被尊為該領域的「正統」解釋。
  • 3條哥本哈根學派關於量子力學的論述
    以玻爾為代表的量子力學的哥本哈根學派起源於1921年玻爾在丹麥哥本哈根創建理論物理研究所，該研究所成立後迅速成為當時國際上公認的物理研究中心，逐漸形成了以玻爾為核心、以哥本哈根的名字命名的學派。哥本哈根派對量子力學的創立和發展做出了傑出貢獻，代表人物有玻爾、海森堡、泡利和玻恩等。
  • 你心目中最偉大的物理學家是誰?
    物理學是目前最系統化的一門自然科學，按貢獻大小對物理學家進行排名是很常見的。幸好偉大物理學家的貢獻比較清晰明確，前幾個位次上應該不存在比較大的爭議。牛頓是當之無愧的排第一位的物理學家，也可以說是排第一位的科學家。
  • 哥本哈根學派的主要觀點有哪些?
    對於量子力學的詮釋大多數教材堅持的是哥本哈根學派的正統解釋，這種量子力學詮釋以玻恩機率假說為基礎，核心是玻爾的互補原理，最為本質的特徵是海森堡的不確定關係，但是這種詮釋同樣存在著某些爭議，即使是哥本哈根學派的兩位代表人物海森堡和玻爾之間也存在著不同的見解，只是這樣的差別並非原則性的。
  • 一流物理學的傳承與發展：文化、學派、風格和諾獎
    丹麥物理學家玻爾（Niels Bohr, 1885~1962）圖源：Wikimedia Commons1921年，在丹麥政府和嘉士伯的支持下，他在哥本哈根大學創立了理論物理研究所。1922年獲得諾獎。玻爾去世後，紀念他誕辰80周年時，研究所改名為玻爾研究所。
  • 一流物理學的傳承與發展:文化、學派、風格和諾獎
    撰文丨施 鬱 責編丨戴 威 玻爾和哥本哈根學派 玻爾是丹麥人，年輕時在嘉士伯啤酒的支持下，於1911年到英國訪問了一年，先是在劍橋大學，後來被盧瑟福邀請到曼切斯特大學。
  • 世界十大傑出物理學家
    世界十大傑出物理學家讀書時代的你是否曾經也為物理而苦惱呢？來膜拜這些世界著名的物理學家吧牛頓物理學家、數學家、天文學家、自然哲學家他在1687年發表的論文《自然哲學的數學原理》裡，對萬有引力和三大運動定律進行了描述，不過現在人們仍不知道萬有引力等力的作用機制。
  • 「愛因斯坦」對「哥本哈根學派」發起的第一波攻擊:光子箱實驗
    上一期文章中我詳細介紹了愛因斯坦對量子力學的認知，以及愛因斯坦與「波爾等哥本哈根學派」觀點的差別，我們可以知道：其實愛因斯坦認為量子力學還「不完備」，並非全盤否定量子力學。愛因斯坦學派認為微觀粒子觀察前是確定的，觀察時是確定的，觀察後也是確定的，哥本哈根學派認為微觀粒子觀察前是不確定，觀察時確定，觀察後也是不確定，是觀察行為本身讓微觀粒子確定。愛因斯坦這一派認為：我們的世界無論是微觀還是宏觀，都應該是確定的，只是我們的理論還不夠完善，才造成了微觀世界看起來不確定而已，當理論完備後，微觀世界也會變得確定。
  • 六級經典範文及點評:丹麥哥本哈根
    丹麥哥本哈根，一個美不勝收的童話之都。這裡陽光和煦，氣候宜人，景色如畫。整個城市安靜、祥和且韻味十足。置身其中，感受到的是一種童話般的意境。　　［369words］　　好文妙譯丹麥哥本哈根(1)　　你是否已經老得不想聽童話了？如果你是這麼認為的話，哥本哈根一定能夠改變你的想法。　　要看這座城市，先從水看起。丹麥最有名的標誌性建築——小美人魚就坐落在港口處。記得她嗎？
  • 玻爾模型拯救電子 年輕人齊聚哥本哈根
    長大之後，哈拉爾德也表現出他的絕頂才華，成為頗有名氣的足球運動員。他是丹麥國家足球隊的成員，曾代表丹麥參加了1908年夏季奧運會的足球比賽。業務上，他專攻數學，比玻爾更早得到碩士學位。不過正好，另一位著名物理學家盧瑟福（過去是湯姆孫的學生）到劍橋來作報告，湯姆孫便順水推舟地把玻爾介紹給了盧瑟福。於是，玻爾幾個月後轉赴曼徹斯特，並和盧瑟福建立了長期的友誼和密切的合作關係。此後，玻爾如魚得水，將研究興趣集中在了盧瑟福的原子模型上。1916年，玻爾成為哥本哈根大學教授，得丹麥王覲見。王表示，今日見到「吾國足壇名將」玻爾，喜極樂極也！
  • 世界十大傑出物理學家_
    物理學家，是指探索、研究世界的組成與運行規律的科學家。也意為以探索物質的組成和物質世界的運行規律(即物理學)為目的的科學家。物理學家也可以分為理論物理學家和實驗物理學家。對於物理學分為理論物理和實驗物理，物理學家也可以分為理論物理學家和實驗物理學家。
  • 一篇文章徹底搞懂「愛因斯坦」和哥本哈根學派對量子力學的理解
    前面一期文章中我講解了「貝爾不等式」是如何證明哥本哈根學派對量子力學觀點的正確性，但是這個似乎還是很違背我們的常識，讓人覺得非常不可思議，今天我們就來梳理下量子力學的三個特點：不確定性、疊加性和非定域性。
  • Google Logo:紀念丹麥物理學家H. C.奧斯特
    感謝Physics P.H.D.的投遞新聞來源:原創丹麥物理學家。1777年8月14日生於蘭格朗島魯德喬賓的一個藥劑師家庭。
  • 丹麥殺貂,百年皮草巨頭哥本哈根倒閉 商戶瘋搶進口貂皮:一件大衣...
    當哥本哈根皮草真正結束經營後，中國進口皮草原材料勢必銳減，這對低迷已久的國內皮草養殖行業而言，是否意味著將迎來轉機？為此，記者深入皮草產業鏈展開調查。國際皮草巨頭隕落 鼎盛時期一次拍賣銷售額超20億元眾所周知，丹麥一直是全球最大的貂皮生產國，貂皮約為丹麥貢獻了0.7%的出口總額。
  • 貝爾不等式:愛因斯坦與哥本哈根學派的最終裁決者
    在這篇文章裡，愛因斯坦提出了EPR謬論，用來反擊哥本哈根學派玻爾對於量子力學的詮釋，他們兩個人之間的論戰從 1920 開始，到 1955 年愛因斯坦去世，共持續了 35 年。在愛因斯坦看來，所謂的隨機現象或概率事件中的偶然性，純粹是人類的認識上的特徵。
  • 我們的童話王國——丹麥
    安徒生創作的 除此之外 《海的女兒》 《皇帝的新衣》等童話故事 都出自丹麥作家安徒生之手 丹麥也因此冠上了 「童話王國」的稱號 一個人必須經過一番刻苦奮鬥，才會有所成就——安徒生 擁有這麼多美好童話故事的丹麥 肯定少不了美麗的
  • 人類歷史上最偉大的十個物理學家,愛因斯坦只排第二,第一是他
    7、尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）尼爾斯·玻爾尼爾斯·玻爾，丹麥物理學家，哥本哈根大學碩士/博士，丹麥皇家科學院院士，曾獲丹麥皇家科學文學院金質獎章，英國曼徹斯特大學和劍橋大學名譽博士學位，1922年獲得諾貝爾物理學獎。