Niels Bohr

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Niels Henrik David Bohr
Niels Bohr.jpg
Syntynyt 7. lokakuuta 1885
Kööpenhamina, Tanska
Kuollut 18. marraskuuta 1962 (77 vuotta)
Kööpenhamina, Tanska
Asuinpaikka Tanskan lippu Tanska
Yhdistyneen kuningaskunnan lippu Yhdistynyt kuningaskunta
Yhdysvaltain lippu Yhdysvallat
Kansallisuus Tanskan lippu Tanskalainen
Tutkimusala Fysiikka
Instituutti Kööpenhaminan yliopisto
Väitöstyön ohjaaja Christian Christiansen
Tunnetuimmat työt Kööpenhaminan tulkinta
Bohrin atomimalli
Tunnustukset Nobel-palkinto Nobelin fysiikanpalkinto (1922)
Tanskan kuninkaallisen tiedeakatemian myöntämä kultamitali (1906)
Elefanttiritarikunta (1947)
Franklin-mitali (1926)
Allekirjoitus Allekirjoitus

Niels Henrik David Bohr (7. lokakuuta 1885 Kööpenhamina18. marraskuuta 1962 Kööpenhamina)[1] oli tanskalainen fyysikko. Bohr tunnetaan erityisesti yhtenä merkittävimmistä kvanttimekaniikan ja nykyaikaisen atomimallin kehittäjänä. Bohr sai vuonna 1922 Nobelin fysiikanpalkinnon juuri atomin rakenteen selvittämisestä.[1] Bohr osallistui ns. Manhattan-projektiin, jossa Yhdysvaltojen tavoite oli kehittää ydinase. Niels Bohrin pojalle, Aage Niels Bohrille, on myös myönnetty Nobelin fysiikanpalkinto.

Elämä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Nuoruusvuodet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Christian Bohr, Niels Bohrin isä, oli fysiologian professori Kööpenhaminan yliopistossa, ja hänestä tuli 1881 yliopiston dosentti.[2] Myöhemmin samana vuonna hän meni naimisiin Ellen Adlerin kanssa. Adlerin isä oli arvostettu tanskalainen poliitikko, ja Adlerit olivat tunnettuja politiikassa sekä pankkimaailmassa. Christian ja Ellen Bohr saivat yhteensä kolme lasta. Jenny syntyi 1883, Niels 1885 ja Harald 1887.[2]

Bohrin ollessa viisi kuukautta vanha Kööpenhaminan yliopiston professori Peter Panum kuoli ja Christian Bohr lupautui Panumin tilalle luennoitsijaksi. Bohrin perhe muutti siksi yliopiston omistamaan asuntoon, jossa Panum oli aiemmin asunut.[2]

Niels Bohr aloitti lokakuussa 1891 koulunsa Gammelholmissa; samaa koulua kävi myös hänen veljensä. Bohr kirjoitti ylioppilaaksi vuonna 1903.[2] Hän menestyi hyvin koulussa, erityisesti liikunnassa. Bohr oli hyvä jalkapallon pelaaja kuten oli myös hänen veljensä.[2] Viimeisinä kouluvuosina hän kunnostautui erityisesti matematiikassa ja fysiikassa, joita hänen isänsä innoitti myös opiskelemaan. Bohr aloitti 1903 opiskelut Kööpenhaminan yliopistossa, jossa hän luki fysiikkaa pääaineenaan ja sivuaineinaan matematiikkaa, tähtitiedettä ja kemiaa. Fysiikkaa hänelle opetti Christian Christiansen ja filosofiaa Harald Høffding. Molemmat Bohr oli tuntenut jo pitkään isänsä kautta. Matematiikkaa hänelle opetti Thorvald Thiele.[2]

Bohr sai tohtorinarvon Kööpenhaminan yliopistolta vuonna 1911, kaksi vuotta aikaisemmin hänestä oli tullut kandidaatti. Bohr meni naimisiin Margrethe Nørlundin kanssa 1. elokuuta 1912.[2] Tohtoriksi pätevöitymisen jälkeen hän matkusti Englantiin, missä opiskeli J. J. Thomsonin opastuksella. Bohr ja Thomson eivät kuitenkaan tulleet kovinkaan hyvin toimeen.[2] Tavattuaan Ernest Rutherfordin Cambridgessä joulukuussa 1911 Bohr päätti opiskella hänen alaisenaan.[2] Niinpä hän vaihtoi maaliskuussa 1912 Victorian yliopistoon, joka tunnetaan nykyään Manchesterin yliopistona. Rutherfordin teorioiden pohjalta Bohr julkaisi 1913 mallinsa atomin rakenteesta. Ensimmäisellä sivulla Bohr kuvailee kehittämänsä teorian pohjalta vetyatomia ja seuraavalla raskaampien alkuaineiden rakennetta yleensä.[2]

Keski-ikä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tanskan kuninkaallinen tiedeakatemia valitsi 1917 Bohrin Kööpenhaminan yliopiston professoriksi ja vastikään häntä varten perustetun Teoreettisen fysiikan instituuttin johtajaksi vuonna 1921.[2] Paikkansa Kööpenhaminassa hän piti loppuelämänsä. Vuonna 1922 hänelle myönnettiin fysiikan Nobel-palkinto kvanttimekaniikan Kööpen­haminan tulkinnan ja atomimallinsa kehittämisestä, josta hänet tunnetaan kaikkein parhaiten.[2] Bohr puhui 11. joulukuuta 1922 palkintojakotilaisuudessa pitämässään luennossa sähködynamiikasta ja atomin stabiilisuudesta.[3]

Bohr keksi myös komplementaarisuuden periaatteen ja julkisti sen 1927 Italian Comossa pidetyssä konferenssissa.[4] Bohrin mukaan olioilla voidaan eri tilanteissa analysoida olevan ristiriitaisia ominaisuuksia. Fyysikot ovat tulleet siihen tulokseen, että valolla on sekä aalto- että hiukkasominaisuuksia – kaksi ilmeisesti toisensa poissulkevaa ominaisuutta. Bohr löysi myös filosofisia sovelluskohteita tälle rohkean omaperäiselle periaatteelle. Bohr sai vaikutteita filosofi Søren Kierkegaardilta, jonka ajatuksia esitettiin Bohrin kvanttiteoriassa. Albert Einstein piti klassisen fysiikan determinististä luonnetta Bohrin ja Max Planckin kehittämää todennäköisyyteen pohjautuvaa kvanttimekaanista fysiikkaa parempana tapana kuvata fysikaalista todellisuutta. Einsteinilla ja Bohrilla oli sävyisiä väittelyitä tästä periaatteesta koko elämänsä ajan, joka huipentui EPR-paradoksiin.[5] Yksi Bohrin kuuluisimmista oppilaista oli Werner Heisenberg, joka oli Bohrin ohella tärkeä henkilö kvanttimekaniikan kehittämisessä.[6]

Niels Bohrilla ja hänen vaimollaan Margrethellä oli kuusi lasta. Aage Niels Bohrista tuli hyvin menestynyt fyysikko, ja kuten isänsä, hänkin sai Nobel-palkinnon. Kaksi lasta kuoli jo nuorena, mutta muut menestyivät eri aloilla: heistä tuli lääkäri, kemisti ja juristi.[7]

Myöhemmät vuodet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Niels Bohr vuonna 1935 Kööpenhaminassa

Natsi-Saksan miehittäessä Tanskaa vuonna 1941 Werner Heisenberg vieraili Bohrin luona Kööpenhaminassa. Bohr pakeni 1943, vähän ennen kuin Saksan poliisi ehti pidättää hänet, Ruotsin kautta Lontooseen. Pian toisen maailmansodan sytyttyä ja Neuvostoliiton hyökättyä Suomeen Bohr lahjoitti kultaisen Nobel-mitalinsa Suomen valtiolle tukeakseen Suomen sotaponnisteluja Neuvostoliittoa vastaan.[8]

Bohr työskenteli Yhdysvalloissa Los Alamosin laboratoriossa New Mexicossa, Manhattan-projektissa, jossa fyysikko Richard Feynmanin mukaan hänet tunnettiin Nicholas Bakerina ilmeisistä turvallisuussyistä. Hänen panoksensa Manhattan-projektissa oli varsin pieni. Hänen on sanottu tokaisseen: ”Tämän takia tulin Amerikkaan; he eivät tarvinneet apuani atomipommin tekoon.” Häntä pidettiin tietoviisaana konsulttina tai projektin ”rippi-isänä”.[9] Sodan jälkeen hän palasi Kööpenhaminaan ja puhui rauhanomaisen ydinenergian käytön puolesta. Bohr kuoli sydänkohtaukseen Kööpenhaminassa vuonna 1962, ja hänet haudattiin Assistensin hautausmaalle Nørrebron alueelle Kööpenhaminaan.[10]

Alkuaine bohrium nimettiin hänen kunniakseen vuonna 1997.[11] Asteroidi 3948 Bohr on nimetty Bohrin mukaan.[12]

Suhteet Heisenbergiin[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Heisenberg väitti sodanjälkeen tehdyssä haastattelussa Robert Jungkin kirjaa Tuhansia aurinkoja kirkkaampi varten, että hän oli yrittänyt saada Bohrin kanssa tehtyä sopimuksen, etteivät tiedemiehet kummallakaan puolella auttaisi kehittämään atomipommia. Heisenberg väitti myös, että atomitutkimuksissa Saksan ponnistelut kohdistuivat puhtaasti energiantuotantoon ja että hänen kollegansa yrittivät pysyä tällä tiellä.[13] Heisenberg vältti kuitenkin antamasta käsitystä, että hän kollegoineen olisivat tahallaan sabotoineet pomminrakennuspyrkimyksiä. Tämä käsitys ei näkynyt Jungkin kirjan alkuperäisessä julkaisussa, joka väitti vahvasti, että Heisenberg oli tehnyt Saksan atomipommiprojektin tehottomaksi.

Kun Bohr näki tämän Jungkin kirjan tanskankielisessä painoksessa, hän oli asiasta jyrkästi eri mieltä.[6] Hän sanoi Heisenbergin nimenomaan kertoneen hänelle Kööpenhaminassa, että hän työskenteli Saksan atomipommiprojektissa ja uskoi Saksan voittavan sodan. Hän torjui myös ajatuksen mistään tiedemiesten välisistä sopimuksista. Ilmeinen mielipide-ero Heisenbergin kanssa vaivasi suuresti Bohria, ja hän luonnosteli useita kirjeitä Heisenbergille, mutta ei koskaan postittanut niitä.[14]

Michael Fraynin näytelmä Kööpenhamina, jota esitettiin jonkin aikaa Broadwayllä, tutkii mitä olisi saattanut tapahtua Heisenbergin ja Bohrin välillä vuoden 1941 Kööpenhaminan tapaamisessa. Näytelmän pohjalta tehtiin elokuva, jonka ohjasi Howard Davies ja jossa Bohria esittä Stephen Rea.[15][16] Näytelmää on esitetty myös Helsingissä entisen fysiikan opiskelijan Neil Hardwickin ohjauksena.[17] Totuus tuosta historiallisesta tapahtumasta on vieläkin tieteellisen väittelyn aiheena.

Bohrin saavutukset fysiikassa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kirjallisuutta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Fischer, Ernst Peter: Niels Bohr: Physiker und Philosoph des Atomzeitalters. München: Siedler, 2012. ISBN 978-3-88680-996-7. (saksaksi)
  • Kallio-Tamminen, Tarja: Kvanttilainen todellisuus: Fysiikka ja filosofia maailmankuvan muokkaajina. Helsinki: Yliopistopaino, 2006. ISBN 951-570-625-4.
  • Moore, Ruth: Niels Bohr: The Man, His Science, and the World They Changed. MIT Press, 1985. ISBN 0-262-63101-6. (englanniksi)
  • Pais, Abraham: Niels Bohr's Times, In Physics, Philosophy and Polity. Clarendon Press, 1991. ISBN 0-19-852049-2. (englanniksi)

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b Britannica Encyclopedia: Niels Bohr Britannica Encyclopedia. Viitattu 30.6.2012. (englanniksi)
  2. a b c d e f g h i j k l Niels Henrik David Bohr TURNBULL WWW SERVER. Viitattu 30.6.2012. (englanniksi)
  3. Niels Bohr: The structure of the atom (PDF) (Nobel Lecture, December 11, 1922) nobelprize.org. Viitattu 30.6.2012. (englanniksi)
  4. Triumph of the Copenhagen Interpretation American Institute of Physics. Viitattu 30.6.2012.
  5. The Einstein-Podolsky-Rosen Argument in Quantum Theory Stanford Encyclopedia of Philosophy. Viitattu 30.6.2012.
  6. a b Heisenberg PBS. Viitattu 30.6.2012. (englanniksi)
  7. Biography (From Nobel Lectures, Physics 1922-1941, Elsevier Publishing Company, Amsterdam, 1965) nobelprize.org. Viitattu 30.6.2012.
  8. Niels Bohr (Denmark, 1885-1962) HBS. Viitattu 19.1.2010. (englanniksi)
  9. Doug Long: Niels Bohr Who's Who and What'd They Do?. Viitattu 30.6.2012.
  10. Assistens Kirkegård Köbenhavns Kommune. Viitattu 30.6.2012.
  11. Bohrium Elementymology & Elements Multidict. Viitattu 30.6.2012.
  12. Atomic scientist’s quantum leap changed the world of physics forever The Copenhagen Post. Viitattu 30.6.2012.
  13. Synopsis of the film PBS. Viitattu 30.6.2012. (englanniksi)
  14. Release of documents relating to 1941 Bohr-Heisenberg meeting 2002. Niels Bohr Archive. Viitattu 30.6.2012. (englanniksi)
  15. Credits PBS. Viitattu 30.6.2012. (englanniksi)
  16. Copenhagen PBS. Viitattu 30.6.2012.
  17. Punainen lanka: Neil Hardwick Elävä Arkisto. YLE. Viitattu 30.6.2012.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Niels Bohr.