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尼尔斯·玻尔 编辑
尼尔斯·玻尔(全名:尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔,丹麦文:Niels Henrik DAvid Bohr,1885年10月7日—1962年11月18日),出生于丹麦哥本哈根,理论物理学家,哥本哈根学派创始人,丹麦皇家科学院院士,1922年诺贝尔物理学奖获得者,俄罗斯科学院外国通讯院士,骑象勋爵,生前是哥本哈根理论物理研究所所长。尼尔斯·玻尔于1903年进入哥本哈根大学数学和自然科学系,先后获得科学硕士、哲学博士学位;1911年前往英国学习;1913年担任曼彻斯特大学物理学教师;1916年担任哥本哈根大学物理学教授;1917年当选为丹麦皇家科学院院士;1920年创建哥本哈根理论物理研究所并任所长;1922年获得诺贝尔物理学奖;1924年被选为俄罗斯科学院的外国通讯院士;1937年5、6月间到中国访问和讲学;1939年出任丹麦皇家科学院院长;1943年逃到瑞典,之后前往英国、美国;1945年回到丹麦;1947年被丹麦政府封为“骑象勋爵”;1952年担任欧洲原子核研究中心主席;1955年参加创建北欧理论原子物理学研究所,担任管委会主任,同年担任丹麦原子能委员会主席;1962年11月18日在丹麦卡尔斯堡寓所逝世,享年77岁。尼尔斯·玻尔主要从事量子力学方面的研究。
中文名:尼尔斯·玻尔
外文名:Niels Bohr(丹麦文)
国籍:丹麦
民族:犹太人
出生地:丹麦哥本哈根
出生日期:1885年10月7日
逝世日期:1962年11月18日
毕业院校:哥本哈根大学
职业:教育科研工作者
代表作品:《论原子构造和分子构造》、《各元素的原子结构及其物理性质和化学性质》
主要成就:1917年当选为丹麦皇家科学院院士1922年获得诺贝尔物理学奖1924年被选为俄罗斯科学院外国通讯院士
性别:男
学历:博士研究生
尼尔斯·玻尔
1885年10月7日,尼尔斯·玻尔生于哥本哈根。1903年,进入哥本哈根大学数学和自然科学系,主修物理学。
1907年,以有关水的表面张力的论文获得丹麦皇家科学文学院的金质奖章。
1909年,以关于金属电子论的论文获得哥本哈根大学科学硕士学位。
1911年,以关于金属电子论的论文获得哥本哈根大学哲学博士学位。随后去英国学习,先在剑桥大学约瑟夫·约翰·汤姆逊(Joseph John Thomson)主持的卡文迪许实验室学习,几个月后转赴曼彻斯特大学,参加了以欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)为首的科学集体,并与欧内斯特·卢瑟福建立了长期的密切关系。
玻尔在清华留念合照
1913年,担任曼彻斯特大学物理学教师。1916年,担任哥本哈根大学物理学教授。
1917年,当选为丹麦皇家科学院院士。
1920年,创建哥本哈根理论物理研究所并任所长,在此后四十年一直担任这一职务。
1922年,获得诺贝尔物理学奖,并将诺贝尔金质奖章捐给了芬兰战争。
玻尔肖像
1924年12月,被选为俄罗斯科学院的外国通讯院士。1937年5月,到过中国访问和讲学,5—6月期间,先后与王淦昌、束星北等中国学者有过学术交流。
1939年,出任丹麦皇家科学院院长。
玻尔的纹章
1943年9月,在第二次世界大战中丹麦被德国法西斯占领,为了避免遭到希特勒政权迫害,尼尔斯·玻尔在反抗运动参加者的帮助下冒险逃到了瑞典。之后受到林德曼的邀请前往英国工作,在乘坐一架小型飞机飞往英国的途中几乎因缺氧而丧生。在英国待了两个月后,根据时任美国总统富兰克林·罗斯福和时任英国首相温斯顿·丘吉尔签署的魁北克协议,美国和英国物理学家应密切合作共同工作,于是尼尔斯·玻尔被任命为英国顾问,并与詹姆斯·查德威克等一批英国原子物理学家前往了美国,参加制造原子弹的“曼哈顿计划”。1944年,在美国参加了和原子弹有关的理论研究。由于担心德国率先造出原子弹,给世界造成更大的威胁,尼尔斯·玻尔以科学顾问的身份推动了原子弹的研制工作。
1945年,回到丹麦,此后致力于推动原子能的和平利用。他坚决反对在对日战争中使用原子弹,也坚决反对在之后的战争中使用原子弹。他与美国和英国的国务活动家取得联系,参加了禁止核实验,争取和平、民主和各民族团结的斗争。并为此发表了《科学与文明》和《文明的召唤》两篇文章,呼吁各国科学家加强合作,和平利用原子能。
1947年,被丹麦政府封为“骑象勋爵”。
1952年,倡议建立欧洲核子研究组织(European Organization for nuclear Research,CERN),并担任主席。
1955年,参加创建北欧理论原子物理学研究所,担任管委会主任;同年,在丹麦原子能委员会成立后被任命为主席。
1962年11月18日,因心脏病突发在丹麦的卡尔斯堡寓所逝世,享年77岁。去世前一天,还在工作室的黑板上画了当年爱因斯坦那个光子盒的草图。
科研成就
科研综述
玻尔授课
尼尔斯·玻尔通过引入量子化条件,提出了玻尔模型来解释氢原子光谱;提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学 。1912年,尼尔斯·玻尔考察了金属中的电子运动,并明确意识到经典理论在阐明微观现象方面的严重缺陷,创造性地把普朗克的量子说和卢瑟福的原子核概念结合了起来。
玻尔模型
1913年初,尼尔斯·玻尔在朋友的建议下开始研究原子结构,通过对光谱学资料的考察,写出了《论原子构造和分子构造》的长篇论著,提出了量子不连续性,成功地解释了氢原子和类氢原子的结构和性质。提出了原子结构的玻尔模型。尼尔斯·玻尔指出:1.在原子系统的设想的状态中存在着所谓的“稳定态”。在这些状态中,粒子的运动虽然在很大程度上遵守经典力学规律,但这些状态稳定性不能用经典力学来解释,原子系统的每个变化只能从一个稳定态完全跃迁到另一个稳定态。2.与电磁理论相反,稳定原子不会发生电磁辐射,只有在两个定态之间跃迁才会产生电磁辐射。辐射的特性相当于以恒定频率作谐振动的带电粒子按经典规律产生的辐射,但频率u与原子的运动并不是单一关系,而是由下面的关系来决定
玻尔与爱因斯坦
这就是玻尔原子模型。原子结构
1921年,尼尔斯·玻尔发表了《各元素的原子结构及其物理性质和化学性质》的长篇演讲,阐述了光谱和原子结构理论的新发展,诠释了元素周期表的形成,对周期表中从氢开始的各种元素的原子结构作了说明,同时对周期表上的第72号元素的性质作了预言。
1922年,第72号元素铪的发现证明了尼尔斯·玻尔的理论。
互补原理
1927年9月,尼尔斯·玻尔首次提出了“互补原理”,奠定了哥本哈根学派对量子力学解释的基础,并从此开始了与阿尔伯特·爱因斯坦持续多年的关于量子力学意义的论战。爱因斯坦提出一个又一个的想像实验,力求证明新理论的矛盾和错误,但互补原理每次都巧妙地反驳了爱因斯坦的反对意见。其中一次争论发生在第六次索尔维会议上,爱因斯坦提出了后来名为爱因斯坦光盒的问题,以求驳倒不确定性原理。尼尔斯·玻尔当时无言以对,但冥思一晚之后进行了反驳,使得爱因斯坦只得承认不确定性原理是自洽的。这一争论一直持续至爱因斯坦去世。这场长期的论战从许多方面促进了尼尔斯·玻尔观点的完善,使他在以后对互补原理的研究中,不仅运用到物理学,而且运用到其他学科。
玻尔访华
1937年初,尼尔斯·玻尔与夫人玛格丽特和儿子汉斯·玻尔访问中国,具体行程与活动如下 :
时间 | 事件 |
---|---|
1937年2月初 | 当时在美国的周培源受北京大学和清华大学的委托,邀请尼尔斯·玻尔访华 |
1937年2月27日 | 国立清华大学吴有训致电尼尔斯·玻尔(美国加州伯克利转),邀请他顺访北平 |
1937年3月11日 | 吴有训再次致电尼尔斯·玻尔,邀请他访问中国 |
1937年3月27日 | 中央研究院、国立北平研究院、国立北京大学、国立清华大学、国立中央大学和中华教育文化基金会等的领导人蔡元培、李书华、蒋梦麟、梅贻琦、罗家伦、孙洪芬联合发出正式邀请信,请尼尔斯·玻尔访华 |
1937年4月10日 | 国立清华大学吴有训再次致函尼尔斯·玻尔,邀请他访华 |
1937年4月30日 | 尼尔斯·玻尔给吴有训回信,告知将于5月20日到达上海,在中国逗留两三个星期。在中国讲演的题目是“原子核”和“原子物理中的因果性” |
1937年5月7日 | 尼尔斯·玻尔又致函吴有训,信中说收到了浙江大学的邀请,所以想把杭州之行纳入他在中国的旅行日程之中 |
1937年5月20日 | 下午4时尼尔斯·玻尔偕夫人及儿子汉斯·玻尔乘客轮抵达上海,受到中央研究院物理研究所所长丁燮林及上海科学界人士欢迎,下榻花园饭店 |
1937年5月21日 | 上午10时,丁燮林陪同尼尔斯·玻尔父子参观中央研究院物理研究所。下午到上海交通大学讲“原子核”。晚7时,丁燮林和化学研究所所长庄长恭在北四川路新亚酒楼联合宴请尼尔斯·玻尔一家,物理研究所顾静徽女士(中国第一位女物理学博士)在座 |
1937年5月22日 | 上午10时,丁燮林、杨肇濂等陪同尼尔斯·玻尔一家到上海市中心区参观。晚上,由中国物理学会、化学会及中国科学社设宴款待 |
1937年5月23日 | 尼尔斯·玻尔一家由浙江大学文理学院院长胡刚复陪同,于8时25分乘火车赴杭州。12时30分到达杭州,受到物理系主任张绍忠教授、何增禄、束星北、王淦昌等物理学家欢迎,下榻西泠饭店。下午游西湖。晚7时,竺可桢校长在大华饭店设宴招待。竺可桢因事未能出席,由一位哲学家(可能是郑晓沧)代表主持 |
1937年5月24日 | 上午9时,胡刚复、束星北、王淦昌、何增禄、张绍宗、梅光迪夫人陪同尼尔斯·玻尔一家游览了西湖、灵隐寺、龙井、九溪十八涧、六和塔等地。下午5时,在浙大文理学院作了题为“原子核”的讲演,会议由竺可桢校长主持,胡刚复作简要介绍。晚7时半,浙江省政府主席朱家骅及夫人朱程佩芬在省府设宴款待尼尔斯·玻尔一家 |
1937年5月25日 | 上午8时,尼尔斯·玻尔一家乘火车去上海,何增禄、王淦昌、束星北陪送至长安站告别。晚12时,坐火车去南京;丁燮林到车站与尼尔斯·玻尔告别 |
1937年5月26日 | 早晨到达南京,中央研究院秘书王毅候和国立中央大学周教授(可能是周同庆)到车站迎接。中央研究院院长蔡元培在5月24日就留下了一封欢迎信,说明因自己不在南京。在南京期间,尼尔斯·玻尔在中央大学科学馆作了题为“原子核”的讲演,在中央大学讲了“原子物理中的因果性”,游览了明孝陵和中山陵,参观了中央研究院几个研究所,与国立中央大学校长罗家伦、中央研究院历史语言研究所赵元任等进行了交流,并访问了金陵女子学院 |
1937年5月28日 | 上午7时45分乘火车离开南京赴北平 |
1937年5月29日 | 下午1时55分,尼尔斯·玻尔一行到达北平前门车站,受到清华大学理学院院长吴有训、北京大学理学院院长饶毓泰、北平研究院院长李书华、中华教育文化基金会干事长孙洪芬等文化教育界人士欢迎,下榻北京饭店501房间。下午游了北海公园 |
1937年5月30日 | 上午9时,吴有训陪同尼尔斯·玻尔一家游了天坛,午餐后陪他们游览了故宫。晚7时,国立清华大学、中华文化教育基金董事会、国立北平研究院、国立北京大学联合宴请尼尔斯·玻尔夫妇与公子,座设松公府北京大学教职员俱乐部 |
1937年5月31日 | 上午10时,北京大学饶毓泰陪同尼尔斯·玻尔一家游览景山。下午3时,在北大理学院讲演厅作题为“原子核”的讲演。在讲演前,玻尔参观了北京大学物理实验室。讲演后与北京大学校长蒋梦麟夫妇以及中国的物理学家、数学家等合影 |
1937年6月1日到6月6日 | 尼尔斯·玻尔游览了故宫、颐和园、十三陵、长城等名胜古迹。在吴有训陪同下,参观了清华大学赵忠尧和霍秉权的实验室,在梅贻琦校长家中用餐。还参观了北平研究院、静生生物调查所、国立北平图书馆等机构,在北大理学院作有关“原子物理中的因果性”的讲演,与众多科学文化界人士曾昭抡、熊庆来、洪谦等进行了交流 |
1937年6月7日 | 上午10时,尼尔斯·玻尔在北京大学作一次非正式讲演并参加讨论,之后尼尔斯·玻尔一家被邀到北京大学校长蒋梦麟家中用午餐。晚上,乘火车去山海关,再转乘火车赴苏联 |
人才培养
指导学生
1960年,吴有训率中国科学院代表团参加英国皇家学会300周年庆典时遇见了尼尔斯·玻尔,尼尔斯·玻尔告诉吴有训说,在他的研究所中几乎有来自世界各个国家的学者和学生,就是没有中国的,希望中国能派学者去他的研究所。1962年1月至10月中国科学院原子能研究所的冼鼎昌到玻尔研究所从事访问研究 。
尼尔斯·玻尔与中国联系不多,有交往的仅有张宗燧(物理学家,哲学家张东荪的儿子)、胡宁(物理学家)、罗忠恕(华西大学文学院院长、联合国教科文组织哲学顾问)等几位学者。特别是张宗燧,他在玻尔研究所工作时间最长,与尼尔斯·玻尔交往最久 。
荣誉表彰
时间 | 荣誉表彰 | 授予单位 |
---|---|---|
1907年 | 金质奖章 | 丹麦皇家科学和文学院 |
1917年 | 丹麦皇家科学院院士 | 丹麦皇家科学院 |
1922年 | 诺贝尔物理学奖(NObel prize in Physics) | 瑞典皇家科学院 |
1924年6月 | 英国曼彻斯特大学名誉博士学位 | 英国曼彻斯特大学 |
1924年6月 | 英国剑桥大学名誉博士学位 | 英国剑桥大学 |
1924年 | 剑桥哲学学会正式会员 | 剑桥哲学学会 |
1926年 | 富兰克林奖章 | - |
家世背景
玻尔夫妇
尼尔斯·玻尔的父亲克里斯丁·玻尔是哥本哈根大学的生理学教授,母亲出身于一个富有的犹太人家庭,从小受到良好的家庭教育。兴趣爱好
尼尔斯·玻尔爱好足球,曾经和弟弟哈那德·玻尔共同参加职业足球比赛。进入哥本哈根大学后,成了哥本哈根大学足球俱乐部的守门员,他习惯在足球场上一边心不在焉地守着球门,一边用粉笔在门框上排演着公式。
婚姻家庭
尼尔斯·玻尔的儿子奥格·尼尔斯·玻尔也是物理学家,于1975年获得诺贝尔物理学奖。
同事友谊
玻尔(左)和普朗克(右)
1920年,尼尔斯·玻尔第一次到柏林讲学,与阿尔伯特·爱因斯坦初次相识,之后结下了长达35年的友谊。但也就是在他们初次见面之后,两人即在认识上发生分歧,随之展开了终身论战,直至阿尔伯特·爱因斯坦去世。他们只要见面,就会辩论不已 。1922年秋,授予阿尔伯特·爱因斯坦1921年度诺贝尔物理奖,并决定把1922年度的诺贝尔物理奖授予尼尔斯·玻尔,这两项决定破例同时发表。
谷歌纪念尼尔斯·玻尔诞辰127周年
作为一位科学思想家,尼尔斯·玻尔所以有这么惊人的吸引力,在于他具有大胆和谨慎这两种品质的难得融合;很少有谁对隐秘的事物具有这一种直觉的理解力,同时又兼有这样强有力的批判能力。他不但具有关于细节的全部知识,而且还始终坚定地注视着基本原理。他无疑是我们时代科学领域中最伟大的发现者之一。(阿尔伯特·爱因斯坦评)尼尔斯·玻尔是一位天才的科学家和思想家,一位争取世界和平和各国人民相互谅解的战士,一位纯朴、诚实、善良和平易近人的全人类的朋友。
尼尔斯·玻尔研究所
玻尔雕像 哥本哈根大学
1965年,尼尔斯·玻尔去世三周年时,哥本哈根大学物理研究所被命名为尼尔斯·玻尔研究所。元素命名
1997年,为了纪念尼尔斯·玻尔,国际纯粹与应用化学联合会(International Union of Pure and Applied Chemistry,简称IUPAC)正式将第107号元素命名为Bohrium。
60周年诞辰
500丹麦克朗正面印有尼尔斯·玻尔的头像
在庆祝尼尔斯·玻尔60周年诞辰时,为他建立了40万克朗的独立基金,以便他用来鼓励各种研究活动。70周年诞辰
在庆祝尼尔斯·玻尔70周年诞辰时,国王授予他丹麦一级勋章,政府和科协会决定设立铸有他头像的玻尔金质奖章,用来奖励那些有卓越贡献的现代物理学家。
玻尔文献专藏
清华大学图书馆玻尔文献室
清华大学图书馆玻尔文献室清华校友1952级研究生戈革是《尼耳斯·玻尔集》全套12卷本的独立汉译者,为此获得丹麦女王玛格丽特二世授予的“丹麦国旗骑士勋章”。该专藏的诸多珍贵文献、照片、物品,是戈革几十年来收集和整理的,在他去世两年后,2009年7月由其女戈疆全部捐赠给清华大学图书馆,以建立玻尔文献专藏 。上一篇 哥本哈根学派
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