历史百科 “伟大的三部曲”——玻尔提出量子理论

Posted 2022-03-04 原子

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历史百科 “伟大的三部曲”——玻尔提出量子理论

“伟大的三部曲”——玻尔提出量子理论

1962年11月18日，77岁的原子物理学家玻尔在丹麦卡尔斯堡寓所里与世长辞。人们对这位伟大的、富有传奇色彩的科学家给予极高的赞誉。德国物理学家弗朗克在一篇纪念文章中说：“尼耳斯·玻尔度过了十分丰满而幸福的一生。他的天才和他的能力使他揭开了科学中的新纪元……赢得了一切有幸熟悉他的人的热爱和全世界的尊敬。”

玻尔1885年10月7日生于哥本哈根。父亲是生理学教授，他思想开明，兴趣广泛，经常和朋友们讨论科学、哲学、文学、政治问题。玻尔和他的弟弟，未来的著名数学家哈拉尔德从小就在这样的环境里，受到良好的熏陶。玻尔上中学时，在父亲的指导下开始进行一些小型的物理实验，1903年他考入哥本哈根大学自然科学系，由于学习出色，第二年就成为教授的助手。1907年，他根据著名英国物理学家、诺贝尔奖金获得者瑞利的理论进行了水的表面张力的实验研究，为此，他荣获了哥本哈根科学院金质奖章。1910年，25岁的玻尔通过了金属电子论的论文，获得了哥本哈根大学哲学博士学位。在这之后，他有幸到英国剑桥大学汤姆逊实验室实习了一段时间，不久又转到曼彻斯特的卢瑟福实验室。这里是当时原子物理和核物理的研究中心，在卢瑟福周围聚集了一大批世界一流的科学家。玻尔非常赞赏卢瑟福的学问和为人，从这时起，他的兴趣就主要集中在原子和原子核问题的研究上。

1913年，玻尔在卢瑟福的帮助下，完成了《论原子和分子结构》的长篇论文，它分三次发表在《哲学杂志》上。在这篇文章里，玻尔创造性地把普朗克——爱因斯坦的光量子理论引入到原子结构中，从而克服了卢瑟福模型的困难，建立起令人满意的玻尔原子模型。这篇论文被玻尔的学生罗森菲尔德誉为“伟大的三部曲”。

玻尔的原子模型成功地解释了原子线状光谱实验，在整个物理学界产生了轰动性效果。尽管后来爱因斯坦与玻尔为此长期争论，但据说当爱因斯坦听到这一消息时，他的大眼睛显得越发大了，认为这一成就是最伟大的发现之一。这一年玻尔年仅28岁，由于他所取得的这项革命性的科学成就，他成了原子物理的创立者和量子物理学家的真正领袖。同年，他受聘哥本哈根大学讲授物理课，1916年提升为教授。1920年根据他的倡议，哥本哈根大学成立了理论物理研究所(1965年改名为玻尔研究所)，玻尔一直担任所长。由于玻尔的成就和个人魅力，这个研究所吸引了当时世界上一大批年轻有为的物理学家，海森堡、克拉默斯、狄拉克、泡利、赫韦希、哈尔特列、朗道、派耶尔斯等许多杰出的科学家都先后在这里工作过。他们相互切磋、共同创新，解决了许多现代物理学最深奥的问题，从而发展成著名的“哥本哈根学派”，玻尔也成为世界性大学派的领袖。1922年，玻尔因研究原子结构及其辐射的出色成就，荣获了诺贝尔物理学奖。

玻尔还是一位有正义感的科学家。第二次世界大战期间，他坚持反法西斯立场，积极援助德国逃亡科学家。为了反法西斯斗争的胜利，玻尔远涉重洋到美国，参加了制造原子弹的曼哈顿计划，后又为禁止核武器、争取和平民主和全世界人民的团结而不懈努力。