Niels Bohr

Yhteenveto

Niels Henrik David Bohr (7. lokakuuta 1885 – 18. marraskuuta 1962) oli tanskalainen fyysikko, joka antoi perustavanlaatuisen panoksen atomien rakenteen ja kvanttiteorian ymmärtämiseen, mistä hän sai Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1922. Bohr oli myös filosofi ja tieteellisen tutkimuksen edistäjä.

Bohr kehitti Bohrin atomimallin, jossa hän esitti, että elektronien energiatasot ovat erillisiä ja että elektronit kiertävät vakaita ratoja atomiytimen ympärillä, mutta voivat siirtyä energiatasolta (tai radalta) toiselle. Vaikka Bohrin malli on syrjäytetty muilla malleilla, sen perusperiaatteet ovat edelleen voimassa. Hän loi täydentävyyden periaatteen: kohteita voidaan analysoida erikseen niiden ristiriitaisten ominaisuuksien perusteella, kuten käyttäytymällä aaltona tai hiukkasvirtana. Komplementaarisuuden käsite hallitsi Bohrin ajattelua sekä tieteessä että filosofiassa.

Bohr perusti Kööpenhaminan yliopistoon teoreettisen fysiikan instituutin, joka tunnetaan nykyään Niels Bohrin instituuttina ja joka avattiin vuonna 1920. Bohr toimi ohjaajana ja teki yhteistyötä muun muassa Hans Kramersin, Oskar Kleinin, George de Hevesyn ja Werner Heisenbergin kaltaisten fyysikoiden kanssa. Hän ennusti uuden zirkoniumin kaltaisen alkuaineen olemassaolon, joka nimettiin hafniumiksi Kööpenhaminan latinankielisen nimen mukaan, jossa se löydettiin. Myöhemmin hänen mukaansa nimettiin alkuaine bohrium.

1930-luvulla Bohr auttoi natsismia pakenevia pakolaisia. Kun saksalaiset olivat miehittäneet Tanskan, hän tapasi kuuluisasti Heisenbergin, josta oli tullut Saksan ydinasehankkeen johtaja. Syyskuussa 1943 Bohr sai tiedon, että saksalaiset aikoivat pidättää hänet, ja hän pakeni Ruotsiin. Sieltä hänet lennätettiin Britanniaan, jossa hän liittyi brittiläiseen Tube Alloys -ydinaseprojektiin ja oli osa brittiläistä lähetystöä Manhattan-projektissa. Sodan jälkeen Bohr vaati kansainvälistä yhteistyötä ydinenergian alalla. Hän oli mukana perustamassa CERNiä ja Tanskan atomienergiakomission Risøn tutkimuslaitosta, ja hänestä tuli Pohjoismaiden teoreettisen fysiikan instituutin ensimmäinen puheenjohtaja vuonna 1957.

Bohr syntyi Kööpenhaminassa Tanskassa 7. lokakuuta 1885. Hän oli toinen Kööpenhaminan yliopiston fysiologian professorin Christian Bohrin ja varakkaaseen tanskalaisjuutalaiseen Adler-pankkiiriperheeseen kuuluneen David B. Adlerin tyttären Ellen Bohrin (ent. Adler) kolmesta lapsesta. Hänellä oli vanhempi sisar Jenny ja nuorempi veli Harald. kun taas Haraldista tuli matemaatikko ja jalkapalloilija, joka pelasi Tanskan maajoukkueessa Lontoon kesäolympialaisissa 1908. Myös Niels oli intohimoinen jalkapalloilija, ja veljekset pelasivat useita otteluita Kööpenhaminassa toimivassa Akademisk Boldklubissa (Akateeminen jalkapallokerho), jossa Niels toimi maalivahtina.

Bohrin koulunkäynti alkoi seitsemänvuotiaana Gammelholmin latinalaiskoulussa. Vuonna 1903 Bohr kirjoittautui Kööpenhaminan yliopistoon. Hänen pääaineensa oli fysiikka, jota hän opiskeli yliopiston ainoan fysiikan professorin Christian Christiansenin johdolla. Hän opiskeli myös tähtitiedettä ja matematiikkaa professori Thorvald Thielen johdolla ja filosofiaa professori Harald Høffdingin, hänen isänsä ystävän, johdolla.

Vuonna 1905 Tanskan kuninkaallinen tiedeakatemia järjesti kultamitalikilpailun, jonka tarkoituksena oli tutkia lordi Rayleighin vuonna 1879 ehdottamaa menetelmää nesteiden pintajännityksen mittaamiseksi. Siinä mitattiin vesisuihkun säteen värähtelytaajuutta. Bohr suoritti joukon kokeita käyttäen apunaan isänsä laboratoriota yliopistolla; yliopistolla itsellään ei ollut fysiikan laboratoriota. Kokeidensa suorittamiseksi hänen oli valmistettava itse lasitavarat ja luotava koeputkia, joissa oli vaaditut elliptiset poikkileikkaukset. Hän meni alkuperäistä tehtävää pidemmälle ja teki parannuksia sekä Rayleigh’n teoriaan että menetelmäänsä ottamalla huomioon veden viskositeetin ja työskentelemällä äärellisillä amplitudilla äärettömien amplitudien sijasta. Hänen viime hetkellä toimittamansa essee voitti palkinnon. Myöhemmin hän toimitti parannetun version kirjoituksesta Lontoon Royal Societyn julkaisemista varten Philosophical Transactions of the Royal Society -lehdessä.

Haraldista tuli ensimmäinen Bohrin veljeksistä, joka suoritti maisterin tutkinnon matematiikasta huhtikuussa 1909. Nielsillä kesti vielä yhdeksän kuukautta suorittaa tutkintonsa metallien elektroniteoriasta, jonka aiheeksi hänen ohjaajansa Christiansen oli määrännyt. Bohr kehitti myöhemmin maisterin tutkielmansa paljon laajemmaksi filosofian tohtorin tutkielmaksi (dr. phil.). Hän perehtyi aihetta käsittelevään kirjallisuuteen ja päätyi Paul Druden laatimaan ja Hendrik Lorentzin tarkentamaan malliin, jossa metallin elektronien katsotaan käyttäytyvän kaasun tavoin. Bohr laajensi Lorentzin mallia, mutta hän ei vieläkään pystynyt selittämään Hall-ilmiön kaltaisia ilmiöitä, ja hän päätteli, että elektroniteorialla ei voitu täysin selittää metallien magneettisia ominaisuuksia. Väitöskirja hyväksyttiin huhtikuussa 1911, ja Bohr piti virallisen puolustuksensa 13. toukokuuta. Harald oli saanut tohtorin arvon edellisenä vuonna. Bohrin väitöskirja oli uraauurtava, mutta se ei herättänyt juurikaan kiinnostusta Skandinavian ulkopuolella, koska se oli kirjoitettu tanskaksi, mikä oli tuolloin Kööpenhaminan yliopiston vaatimus. Vuonna 1921 hollantilainen fyysikko Hendrika Johanna van Leeuwen johti Bohrin väitöskirjasta itsenäisesti lauseen, joka tunnetaan nykyään Bohrin ja van Leeuwenin lauseena.

Vuonna 1910 Bohr tapasi Margrethe Nørlundin, matemaatikko Niels Erik Nørlundin sisaren. Bohr erosi Tanskan kirkon jäsenyydestä 16. huhtikuuta 1912, ja hänet ja Margrethe vihittiin siviilivihkimisessä Slagelsen kaupungintalolla 1. elokuuta. Vuosia myöhemmin hänen veljensä Harald erosi samalla tavoin kirkosta ennen avioitumistaan. Vanhin, Christian, kuoli veneonnettomuudessa vuonna 1934, ja toinen, Harald, kuoli lapsuuden aivokalvontulehdukseen. Aage Bohrista tuli menestyvä fyysikko, ja vuonna 1975 hänelle myönnettiin isänsä tavoin Nobelin fysiikan palkinto. Hansista tuli kemianinsinööri ja Ernestistä lakimies. Ernest Bohrista tuli Harald-setänsä tavoin olympiaurheilija, joka pelasi Tanskan maahockeya Lontoon kesäolympialaisissa 1948.

Bohrin malli

Syyskuussa 1911 Bohr matkusti Carlsbergin säätiön apurahan turvin Englantiin, jossa tehtiin suurin osa atomien ja molekyylien rakennetta koskevasta teoreettisesta työstä. Hän tapasi J. J. Thomsonin Cavendishin laboratoriosta ja Cambridgen Trinity Collegesta. Hän osallistui James Jeansin ja Joseph Larmorin pitämille sähkömagnetismia käsitteleville luennoille ja teki jonkin verran tutkimusta katodisäteistä, mutta ei onnistunut tekemään vaikutusta Thomsoniin. Hän menestyi paremmin nuorempien fyysikoiden, kuten australialaisen William Lawrence Braggin ja uusiseelantilaisen Ernest Rutherfordin, kanssa, jonka vuonna 1911 laatima pienen keskiytimen Rutherfordin malli atomista oli kyseenalaistanut Thomsonin vuonna 1904 laatiman luumupudding-mallin. Bohr sai Rutherfordilta kutsun tehdä väitöskirjan jälkeistä työtä Manchesterin Victorian yliopistossa, jossa Bohr tapasi George de Hevesyn ja Charles Galton Darwinin (jota Bohr kutsui ”oikean Darwinin pojanpojaksi”).

Bohr palasi Tanskaan heinäkuussa 1912 häitään varten ja matkusti häämatkallaan ympäri Englantia ja Skotlantia. Palattuaan hänestä tuli Kööpenhaminan yliopiston yksityinen dosentti, joka piti luentoja termodynamiikasta. Martin Knudsen esitti Bohrin nimeä dosentiksi, joka hyväksyttiin heinäkuussa 1913, ja Bohr aloitti sen jälkeen lääketieteen opiskelijoiden opettamisen. Hänen kolme kirjoitustaan, jotka myöhemmin tulivat kuuluisiksi ”trilogiana”, julkaistiin Philosophical Magazinessa saman vuoden heinä-, syys- ja marraskuussa. Hän sovitti Rutherfordin ydinrakenteen Max Planckin kvanttiteoriaan ja loi näin Bohrin atomimallin.

Atomien planeettamallit eivät olleet uusia, mutta Bohrin käsittely oli. Hän otti lähtökohdaksi Darwinin vuonna 1912 julkaiseman artikkelin elektronien roolista alfahiukkasten vuorovaikutuksessa ytimen kanssa ja kehitti teoriaa, jonka mukaan elektronit kulkevat kvantittujen ”stationaaristen tilojen” radoilla atomin ytimen ympärillä vakauttaakseen atomin, mutta vasta vuonna 1921 julkaisemassaan artikkelissa hän osoitti, että kunkin alkuaineen kemialliset ominaisuudet määräytyvät suurelta osin sen atomien ulommilla kiertoradoilla olevien elektronien lukumäärän mukaan. Hän esitti ajatuksen, että elektroni voi pudota korkeamman energian omaavalta radalta alemmalle radalle, jolloin se luovuttaa kvanttina erillistä energiaa. Tästä tuli perusta sille, mitä nykyään kutsutaan vanhaksi kvanttiteoriaksi.

Vuonna 1885 Johann Balmer oli keksinyt Balmer-sarjansa kuvaamaan vetyatomin näkyviä spektriviivoja:

jossa λ on absorboituneen tai emittoituneen valon aallonpituus ja RH on Rydbergin vakio. Balmerin kaava vahvistettiin löytämällä lisää spektriviivoja, mutta kolmeenkymmeneen vuoteen kukaan ei osannut selittää, miksi se toimi. Trilogiansa ensimmäisessä artikkelissa Bohr pystyi johtamaan sen mallista:

jossa me on elektronin massa, e on sen varaus, h on Planckin vakio ja Z on atomin järjestysluku (vedylle 1).

Mallin ensimmäinen este oli Pickering-sarja, joka ei sopinut Balmerin kaavaan. Kun Alfred Fowler kyseenalaisti tämän, Bohr vastasi, että ne johtuivat ionisoituneesta heliumista eli heliumatomeista, joissa oli vain yksi elektroni. Bohrin mallin todettiin toimivan tällaisten ionien osalta. Monet vanhemmat fyysikot, kuten Thomson, Rayleigh ja Hendrik Lorentz, eivät pitäneet tästä trilogiasta, mutta nuorempi sukupolvi, kuten Rutherford, David Hilbert, Albert Einstein, Enrico Fermi, Max Born ja Arnold Sommerfeld pitivät sitä läpimurtona. Trilogian hyväksyntä johtui yksinomaan sen kyvystä selittää ilmiöitä, jotka olivat muiden mallien tiellä, ja ennustaa tuloksia, jotka myöhemmin vahvistettiin kokeellisesti. Nykyään Bohrin atomimalli on syrjäytynyt, mutta se on edelleen tunnetuin atomimalli, ja se esiintyy usein lukion fysiikan ja kemian oppikirjoissa.

Bohr ei nauttinut lääketieteen opiskelijoiden opettamisesta. Hän päätti palata Manchesteriin, jossa Rutherford oli tarjonnut hänelle lukijan paikkaa Darwinin tilalle, jonka toimikausi oli päättynyt. Bohr hyväksyi tarjouksen. Hän otti virkavapaata Kööpenhaminan yliopistosta, jonka hän aloitti lomalla Tirolissa veljensä Haraldin ja tätinsä Hanna Adlerin kanssa. Siellä hän vieraili Göttingenin yliopistossa ja Münchenin Ludwig Maximilian -yliopistossa, jossa hän tapasi Sommerfeldin ja piti trilogiaa käsitteleviä seminaareja. Ensimmäinen maailmansota syttyi heidän ollessaan Tirolissa, mikä vaikeutti suuresti paluumatkaa Tanskaan ja Bohrin myöhempää matkaa Margrethen kanssa Englantiin, jonne hän saapui lokakuussa 1914. He viipyivät siellä heinäkuuhun 1916 asti, jolloin hänet oli jo nimitetty Kööpenhaminan yliopiston teoreettisen fysiikan professuuriin, joka oli luotu erityisesti häntä varten. Hänen dosentuurinsa lakkautettiin samaan aikaan, joten hänen oli edelleen opetettava fysiikkaa lääketieteen opiskelijoille. Uudet professorit esiteltiin virallisesti kuningas Kristian X:lle, joka ilmaisi ilonsa tavatessaan näin kuuluisan jalkapalloilijan.

Fysiikan instituutti

Huhtikuussa 1917 Bohr aloitti kampanjan teoreettisen fysiikan instituutin perustamiseksi. Hän sai tukea Tanskan hallitukselta ja Carlsbergin säätiöltä, ja myös teollisuus ja yksityiset lahjoittajat, joista monet olivat juutalaisia, tekivät huomattavia lahjoituksia. Instituutin perustamista koskeva lainsäädäntö hyväksyttiin marraskuussa 1918. Niels Bohrin instituutti avattiin 3. maaliskuuta 1921, ja Bohr toimi sen johtajana. Hänen perheensä muutti ensimmäisen kerroksen asuntoon. Bohrin instituutti toimi kvanttimekaniikan ja siihen liittyvien aiheiden tutkijoiden keskipisteenä 1920- ja 1930-luvuilla, jolloin useimmat maailman tunnetuimmista teoreettisista fyysikoista viettivät aikaa hänen seurassaan. Varhaisiin tulokkaisiin kuuluivat Hans Kramers Alankomaista, Oskar Klein Ruotsista, George de Hevesy Unkarista, Wojciech Rubinowicz Puolasta ja Svein Rosseland Norjasta. Bohria alettiin laajalti arvostaa heidän sympaattisena isäntänään ja merkittävänä kolleganaan. Klein ja Rosseland tuottivat instituutin ensimmäisen julkaisun jo ennen sen avaamista.

Bohrin malli toimi hyvin vedyn ja ionisoituneen yhden elektronin heliumin osalta, mikä teki vaikutuksen Einsteiniin, mutta sillä ei voitu selittää monimutkaisempia alkuaineita. Vuoteen 1919 mennessä Bohr oli siirtymässä pois ajatuksesta, jonka mukaan elektronit kiertävät ydintä, ja kehitti heuristiikkoja niiden kuvaamiseksi. Harvinaiset maametallit aiheuttivat kemisteille erityisen luokitusongelman, koska ne olivat kemiallisesti niin samankaltaisia. Tärkeä kehitysaskel tapahtui vuonna 1924, kun Wolfgang Pauli löysi Paulin poissulkemisperiaatteen, jonka ansiosta Bohrin mallit saivat vankan teoreettisen pohjan. Bohr pystyi tällöin julistamaan, että vielä löytämätön alkuaine 72 ei ollut harvinainen maametalli, vaan alkuaine, jolla oli samanlaiset kemialliset ominaisuudet kuin zirkoniumilla. (Alkuaineita oli ennustettu ja löydetty vuodesta 1871 lähtien kemiallisten ominaisuuksien perusteella), ja Bohrin haastoi välittömästi ranskalainen kemisti Georges Urbain, joka väitti löytäneensä harvinaisen maa-aineksen 72, jota hän kutsui nimellä ”celtium”. Kööpenhaminan instituutissa Dirk Coster ja George de Hevesy ottivat haasteen vastaan todistaakseen Bohrin olevan oikeassa ja Urbainin väärässä. Tuntemattoman alkuaineen kemiallisista ominaisuuksista oli selkeä käsitys, mikä helpotti etsintäprosessia huomattavasti. He kävivät läpi Kööpenhaminan mineralogian museon näytteitä etsien zirkoniumia muistuttavaa alkuaineita ja löysivät sen pian. Alkuaine, jonka he nimesivät hafniumiksi (Hafnia on Kööpenhaminan latinankielinen nimi), osoittautui kultaakin yleisemmäksi.

Vuonna 1922 Bohrille myönnettiin Nobelin fysiikan palkinto ”hänen ansiostaan atomien rakenteen ja niistä lähtevän säteilyn tutkimisessa”. Palkinnolla tunnustettiin siis sekä trilogia että hänen varhaiset johtavat työnsä kehittymässä olevalla kvanttimekaniikan alalla. Nobel-luennossaan Bohr antoi kuulijoilleen kattavan katsauksen siitä, mitä tuolloin tiedettiin atomin rakenteesta, mukaan lukien hänen muotoilemansa vastaavuusperiaate. Sen mukaan kvanttiteorian kuvaamien järjestelmien käyttäytyminen vastaa klassista fysiikkaa suurten kvanttilukujen rajoissa.

Arthur Holly Comptonin vuonna 1923 tekemä Comptonin sironnan löytö sai useimmat fyysikot vakuuttuneiksi siitä, että valo koostuu fotoneista ja että energia ja impulssi säilyvät elektronien ja fotonien välisissä törmäyksissä. Vuonna 1924 Bohr, Kramers ja John C. Slater, Kööpenhaminan instituutissa työskennellyt amerikkalainen fyysikko, ehdottivat Bohr-Kramers-Slater-teoriaa (BKS). Se oli pikemminkin ohjelma kuin varsinainen fysikaalinen teoria, sillä siinä kehitettyjä ajatuksia ei ollut kehitetty kvantitatiivisesti. BKS-teoriasta tuli viimeinen yritys ymmärtää aineen ja sähkömagneettisen säteilyn vuorovaikutusta vanhan kvanttiteorian pohjalta, jossa kvantti-ilmiöitä käsiteltiin asettamalla sähkömagneettisen kentän klassiseen aaltokuvaukseen kvanttirajoituksia.

Atomin käyttäytymisen mallintaminen sähkömagneettisen säteilyn vaikutuksesta käyttämällä ”virtuaalisia oskillaattoreita” absorptio- ja emissiotaajuuksilla Bohrin ratojen (eri) näennäisten taajuuksien sijaan johti Max Bornin, Werner Heisenbergin ja Kramersin tutkimaan erilaisia matemaattisia malleja. Ne johtivat matriisimekaniikan kehittämiseen, joka on modernin kvanttimekaniikan ensimmäinen muoto. BKS-teoria synnytti myös keskustelua vanhan kvanttiteorian perusteiden vaikeuksista ja herätti uudelleen huomiota niihin. BKS:n provosoivin elementti – se, että impulssi ja energia eivät välttämättä säilyisi jokaisessa vuorovaikutuksessa, vaan ainoastaan tilastollisesti – osoittautui pian ristiriitaiseksi Walther Botén ja Hans Geigerin tekemien kokeiden kanssa. Näiden tulosten valossa Bohr ilmoitti Darwinille, että ”ei ole muuta tehtävissä kuin antaa vallankumouksellisille ponnisteluillemme mahdollisimman kunniakkaat hautajaiset”.

Kvanttimekaniikka

George Uhlenbeckin ja Samuel Goudsmitin marraskuussa 1925 esittämä spin oli virstanpylväs. Seuraavassa kuussa Bohr matkusti Leideniin osallistuakseen Hendrick Lorentzin tohtorintutkinnon saamisen 50-vuotisjuhlallisuuksiin. Kun hänen junansa pysähtyi Hampurissa, Wolfgang Pauli ja Otto Stern tapasivat hänet ja kysyivät hänen mielipidettään spin-teoriasta. Bohr huomautti, että hänellä oli huolia elektronien ja magneettikenttien vuorovaikutuksesta. Kun hän saapui Leideniin, Paul Ehrenfest ja Albert Einstein ilmoittivat Bohrille, että Einstein oli ratkaissut tämän ongelman suhteellisuusteorian avulla. Bohr pyysi sitten Uhlenbeckiä ja Goudsmitia sisällyttämään tämän työhönsä. Kun hän siis paluumatkalla tapasi Werner Heisenbergin ja Pascual Jordanin Göttingenissä, hänestä oli tullut omien sanojensa mukaan ”elektronimagneetti-evankeliumin profeetta”.

Heisenberg kävi ensin Kööpenhaminassa vuonna 1924 ja palasi Göttingeniin kesäkuussa 1925, minkä jälkeen hän kehitti pian kvanttimekaniikan matemaattisia perusteita. Kun hän näytti tuloksensa Max Bornille Göttingenissä, Born tajusi, että ne voitaisiin parhaiten ilmaista matriisien avulla. Tämä työ herätti brittiläisen fyysikon Paul Diracin huomion, ja hän tuli Kööpenhaminaan kuudeksi kuukaudeksi syyskuussa 1926. Myös itävaltalainen fyysikko Erwin Schrödinger vieraili Kööpenhaminassa vuonna 1926. Hänen yrityksensä selittää kvanttifysiikkaa klassisin termein aaltomekaniikan avulla teki vaikutuksen Bohriin, joka uskoi sen edistävän ”niin paljon matemaattista selkeyttä ja yksinkertaisuutta, että se edustaa jättimäistä edistysaskelta kaikkiin aiempiin kvanttimekaniikan muotoihin verrattuna”.

Kun Kramers jätti instituutin vuonna 1926 ja siirtyi Utrechtin yliopiston teoreettisen fysiikan professoriksi, Bohr järjesti Heisenbergin paluun ja Kramersin paikan Kööpenhaminan yliopiston lehtorina. Heisenberg työskenteli Kööpenhaminassa yliopistonlehtorina ja Bohrin avustajana vuosina 1926-1927.

Bohr vakuuttui siitä, että valo käyttäytyi sekä aaltojen että hiukkasten tavoin, ja vuonna 1927 kokeet vahvistivat de Broglien hypoteesin, jonka mukaan aine (kuten elektronit) käyttäytyi myös aaltojen tavoin. Hän loi filosofisen komplementaarisuusperiaatteen, jonka mukaan esineillä voi olla näennäisesti toisensa poissulkevia ominaisuuksia, kuten aaltoja tai hiukkasvirtoja, riippuen kokeellisesta kehyksestä. Hänen mielestään ammattifilosofit eivät ymmärtäneet sitä täysin.

Helmikuussa 1927 Heisenberg kehitti ensimmäisen version epävarmuusperiaatteesta ja esitti sen ajatuskokeen avulla, jossa elektronia havainnoitiin gammamikroskoopin läpi. Bohr oli tyytymätön Heisenbergin väitteeseen, koska se edellytti vain, että mittaus häiritsee jo olemassa olevia ominaisuuksia, sen sijaan, että olisi esitetty radikaalimpi ajatus, jonka mukaan elektronin ominaisuuksista ei voitu keskustella lainkaan irrallaan siitä kontekstista, jossa ne mitattiin. Comossa syyskuussa 1927 pidetyssä Voltan konferenssissa esitetyssä esitelmässä Bohr korosti, että Heisenbergin epävarmuussuhteet voidaan johtaa optisten instrumenttien erotuskykyä koskevista klassisista pohdinnoista. Täydentävyyden todellisen merkityksen ymmärtäminen vaatisi Bohrin mielestä ”tarkempaa tutkimusta”. Einstein piti klassisen fysiikan determinismiä parempana kuin todennäköisyyteen perustuvaa uutta kvanttifysiikkaa, johon hän itse oli osallistunut. Kvanttimekaniikan uusista näkökohdista nousseista filosofisista kysymyksistä tuli laajalti juhlittuja keskustelunaiheita. Einsteinilla ja Bohrilla oli tällaisista kysymyksistä hyväntahtoisia kiistoja koko elämänsä ajan.

Vuonna 1914 Carl Jacobsen, Carlsbergin panimoiden perijä, testamenttasi kartanonsa, jotta tieteen, kirjallisuuden tai taiteen alalla merkittävimmän panoksensa tehnyt tanskalainen saisi käyttää sitä elinikäisesti kunnia-asuntona (tanskalaisittain Æresbolig). Harald Høffding oli ollut ensimmäinen asukas, ja hänen kuoltuaan heinäkuussa 1931 Tanskan kuninkaallinen tiede- ja kirjainakatemia antoi Bohrin asunnon. Hän muutti sinne perheineen vuonna 1932. Hänet valittiin akatemian puheenjohtajaksi 17. maaliskuuta 1939.

Vuoteen 1929 mennessä beetahajoamisen ilmiö sai Bohrin jälleen ehdottamaan energian säilymislain hylkäämistä, mutta Enrico Fermin hypoteettinen neutriino ja sitä seurannut neutronin löytäminen vuonna 1932 antoivat toisen selityksen. Tämä sai Bohrin luomaan vuonna 1936 uuden teorian yhdisteytimestä, jossa selitettiin, miten neutronit voitaisiin vangita ytimeen. Tässä mallissa ydin saattoi deformoitua kuin nestepisara. Hän työskenteli tämän parissa uuden yhteistyökumppanin, tanskalaisen fyysikon Fritz Kalckarin kanssa, joka kuoli äkillisesti vuonna 1938.

Otto Hahnin joulukuussa 1938 tekemä ydinfission löytö (ja Lise Meitnerin teoreettinen selitys) herätti suurta kiinnostusta fyysikkojen keskuudessa. Bohr vei uutiset Yhdysvaltoihin, jossa hän avasi Fermin kanssa viidennen Washingtonin teoreettisen fysiikan konferenssin 26. tammikuuta 1939. Kun Bohr kertoi George Placzekille, että tämä ratkaisi kaikki transuraanisten alkuaineiden mysteerit, Placzek kertoi hänelle, että yksi oli vielä jäljellä: uraanin neutronien sieppausenergiat eivät vastanneet uraanin hajoamisen energioita. Bohr mietti asiaa muutaman minuutin ajan ja ilmoitti sitten Placzekille, Léon Rosenfeldille ja John Wheelerille, että ”olen ymmärtänyt kaiken”. Ytimen nestepisaramallinsa perusteella Bohr päätteli, että lämpöneutronien avulla tapahtuvasta fissiosta oli ensisijaisesti vastuussa uraani-235-isotooppi eikä runsaampi uraani-238. Huhtikuussa 1940 John R. Dunning osoitti, että Bohr oli oikeassa. Sillä välin Bohr ja Wheeler kehittivät teoreettisen käsittelyn, jonka he julkaisivat syyskuussa 1939 julkaisussaan ”The Mechanism of Nuclear Fission”.

Heisenberg sanoi Bohrista, että hän oli ”ensisijaisesti filosofi, ei fyysikko”. Bohr luki 1800-luvun tanskalaista kristillistä eksistentialistifilosofia Søren Kierkegaardia. Richard Rhodes väitti teoksessaan The Making of the Atomic Bomb, että Bohr sai vaikutteita Kierkegaardilta Høffdingin kautta. Vuonna 1909 Bohr lähetti veljelleen syntymäpäivälahjaksi Kierkegaardin teoksen Vaiheita elämän tiellä. Oheisessa kirjeessä Bohr kirjoitti: ”Se on ainoa asia, jonka voin lähettää kotiin; mutta en usko, että olisi kovin helppoa löytää mitään parempaa …”. Minusta se on jopa yksi ihastuttavimmista asioista, joita olen koskaan lukenut”.” Bohr nautti Kierkegaardin kielestä ja kirjallisesta tyylistä, mutta mainitsi olevansa eri mieltä Kierkegaardin filosofiasta. Jotkut Bohrin elämäkerran kirjoittajat ehdottivat, että tämä erimielisyys johtui siitä, että Kierkegaard kannatti kristinuskoa, kun taas Bohr oli ateisti.

On kiistelty siitä, missä määrin Kierkegaard vaikutti Bohrin filosofiaan ja tieteeseen. David Favrholdt väitti, että Kierkegaardilla oli minimaalinen vaikutus Bohrin työhön, ja otti Bohrin lausunnon siitä, että hän oli eri mieltä Kierkegaardin kanssa, nimellisarvoonsa, kun taas Jan Faye väitti, että teorian sisällöstä voi olla eri mieltä, mutta hyväksyä sen yleiset lähtökohdat ja rakenteen.

Kvanttifysiikka

Bohrin näkemyksistä ja kvanttimekaniikan filosofiasta on myöhemmin käyty paljon keskustelua. Kvanttimaailman ontologisen tulkinnan osalta Bohrin on katsottu olevan antirealisti, instrumentalisti, fenomenologinen realisti tai muunlainen realisti. Vaikka jotkut ovat pitäneet Bohria subjektivistina tai positivistina, useimmat filosofit ovat yhtä mieltä siitä, että tämä on väärinymmärrys Bohrin toiminnasta, sillä hän ei koskaan kannattanut verifikationismia tai ajatusta, jonka mukaan subjektilla olisi suora vaikutus mittaustulokseen.

Bohria on usein siteerattu sanomalla, että ”kvanttimaailmaa ei ole olemassa” vaan ainoastaan ”abstrakti kvanttifysikaalinen kuvaus”. Tätä ei sanonut Bohr, vaan Aage Petersen, joka yritti tiivistää Bohrin filosofian muistelussaan Bohrin kuoleman jälkeen. N. David Mermin muisteli Victor Weisskopfin julistaneen, että Bohr ei olisi sanonut mitään tällaista, ja huudahtaneen: ”Hävetkää Aage Peterseniä siitä, että hän laittoi nuo naurettavat sanat Bohrin suuhun!”.

Lukuisat tutkijat ovat väittäneet, että Immanuel Kantin filosofialla oli voimakas vaikutus Bohriin. Kantin tavoin Bohr ajatteli, että subjektin kokemuksen ja kohteen erottaminen toisistaan oli tärkeä edellytys tiedon saavuttamiselle. Tämä onnistuu vain käyttämällä kausaalisia ja tilallis-ajallisia käsitteitä kuvaamaan subjektin kokemusta. Jan Fayen mukaan Bohr siis ajatteli, että ”klassisten” käsitteiden, kuten ”tila”, ”sijainti”, ”aika”, ”kausaatio” ja ”momentti”, ansiosta voidaan puhua objekteista ja niiden objektiivisesta olemassaolosta. Bohr katsoi, että peruskäsitteet, kuten ”aika”, sisältyvät tavalliseen kieleemme ja että klassisen fysiikan käsitteet ovat vain niiden hienosäätöä. Siksi Bohrin mielestä meidän on käytettävä klassisia käsitteitä kuvaamaan kokeita, jotka käsittelevät kvanttimaailmaa. Bohr kirjoittaa:

On ratkaisevaa tunnustaa, että vaikka ilmiöt ylittäisivätkin klassisen fysikaalisen selityksen soveltamisalan, kaikkien todisteiden huomioon ottaminen on ilmaistava klassisin termein. Argumentti on yksinkertaisesti se, että sanalla ”koe” viitataan tilanteeseen, jossa voimme kertoa muille, mitä olemme tehneet ja mitä olemme oppineet, ja että siksi kertomus koejärjestelyistä ja havaintojen tuloksista on ilmaistava yksiselitteisellä kielellä ja soveltamalla sopivasti klassisen fysiikan terminologiaa (APHK, s. 39).

Fayen mukaan on olemassa erilaisia selityksiä sille, miksi Bohr uskoi, että klassiset käsitteet olivat välttämättömiä kvantti-ilmiöiden kuvaamiseksi. Faye ryhmittelee selitykset viiteen kehykseen: empirismi (kantilaisuus (tai uus-kantilaiset epistemologian mallit, joissa klassiset käsitteet ovat a priori -käsitteitä, jotka mieli asettaa aistivaikutelmille); pragmatismi (jossa keskitytään siihen, miten ihminen on kokemuksellisesti vuorovaikutuksessa atomisysteemien kanssa tarpeidensa ja intressiensä mukaan); darwinismi (eli olemme sopeutuneet käyttämään klassisen tyyppisiä käsitteitä, joiden käyttämiseen Léon Rosenfeldin mukaan olemme kehittyneet); ja eksperimentalismi (jossa keskitytään tiukasti kokeiden toimintaan ja tuloksiin, jotka on siis kuvattava klassisesti). Nämä selitykset eivät sulje toisiaan pois, ja toisinaan Bohr näyttää korostavan joitakin näistä näkökohdista, kun taas toisinaan hän keskittyy muihin elementteihin. Fayen mukaan ”Bohr ajatteli atomin olevan todellinen. Atomit eivät ole heuristisia eivätkä loogisia konstruktioita”. Fayen mukaan hän ei kuitenkaan uskonut, ”että kvanttimekaaninen formalismi oli totta siinä mielessä, että se antoi meille kvanttimaailman kirjaimellisen (’kuvallisen’) eikä symbolisen esityksen”. Siksi Bohrin komplementaarisuusteoria ”on ennen kaikkea kvanttimekaniikan semanttinen ja epistemologinen lukutapa, johon liittyy tiettyjä ontologisia implikaatioita”. Kuten Faye selittää, Bohrin määrittelemättömyysteesi on, että

sellaisten lauseiden totuusehdot, joissa atomiselle objektille annetaan tietty kinemaattinen tai dynaaminen arvo, ovat riippuvaisia kyseisestä laitteesta siten, että näihin totuusehtoihin on sisällytettävä viittaus koejärjestelyyn sekä kokeen todelliseen tulokseen.

Faye huomauttaa, että Bohrin tulkinnassa ei viitata ”aaltofunktion romahtamiseen mittausten aikana” (eikä hän itse asiassa koskaan maininnut tätä ajatusta). Sen sijaan Bohr ”hyväksyi Bornin tilastollisen tulkinnan, koska hän uskoi, että ψ-funktiolla on vain symbolinen merkitys eikä se edusta mitään todellista”. Koska Bohrille ψ-funktio ei ole kirjaimellinen kuvallinen esitys todellisuudesta, aaltofunktion todellista romahdusta ei voi olla olemassa.

Viimeaikaisessa kirjallisuudessa on keskusteltu paljon siitä, mitä Bohr uskoi atomeista ja niiden todellisuudesta ja siitä, ovatko ne jotain muuta kuin miltä ne näyttävät. Jotkut, kuten Henry Folse, väittävät, että Bohr näki eron havaittujen ilmiöiden ja transsendentaalisen todellisuuden välillä. Jan Faye on eri mieltä tästä kannasta ja katsoo, että Bohrille kvanttimuodollisuus ja komplementaarisuus oli ainoa asia, jonka voisimme sanoa kvanttimaailmasta, ja että ”Bohrin kirjoituksissa ei ole muita todisteita, jotka osoittaisivat, että Bohr osoittaisi atomiobjekteille (joskin melko käsittämättömiä ja meille saavuttamattomissa olevia) luontaisia ja mittauksesta riippumattomia tilaominaisuuksia niiden klassisten ominaisuuksien lisäksi, jotka ilmenevät mittauksessa”.

Natsismin nousu Saksassa sai monet tutkijat pakenemaan maastaan joko juutalaisuutensa tai natsihallinnon poliittisten vastustajiensa vuoksi. Vuonna 1933 Rockefeller-säätiö perusti rahaston pakolaisten tutkijoiden tukemiseksi, ja Bohr keskusteli tästä ohjelmasta Rockefeller-säätiön puheenjohtajan Max Masonin kanssa toukokuussa 1933 vieraillessaan Yhdysvalloissa. Bohr tarjosi pakolaisille tilapäisiä työpaikkoja instituutissa, antoi heille taloudellista tukea, järjesti heille Rockefeller-säätiön apurahoja ja lopulta löysi heille paikkoja eri puolilla maailmaa sijaitsevista laitoksista. Hänen auttamiaan olivat muun muassa Guido Beck, Felix Bloch, James Franck, George de Hevesy, Otto Frisch, Hilde Levi, Lise Meitner, George Placzek, Eugene Rabinowitch, Stefan Rozental, Erich Ernst Schneider, Edward Teller, Arthur von Hippel ja Victor Weisskopf.

Huhtikuussa 1940, toisen maailmansodan alkuvaiheessa, natsi-Saksa hyökkäsi Tanskaan ja miehitti sen. Estääkseen saksalaisia löytämästä Max von Lauen ja James Franckin kultaisia Nobel-mitaleita Bohr antoi de Hevesyn liuottaa ne kuningasveteen. Tässä muodossa niitä säilytettiin instituutin hyllyssä sodan jälkeen, kunnes Nobel-säätiö saostutti kullan ja löi mitalit uudelleen. Bohrin oma mitali oli lahjoitettu huutokauppaan Suomen avustusrahastolle, ja se huutokaupattiin maaliskuussa 1940 yhdessä August Kroghin mitalin kanssa. Ostaja lahjoitti myöhemmin molemmat mitalit Tanskan historialliseen museoon Frederiksborgin linnassa, jossa niitä säilytetään edelleen.

Bohr piti instituutin toiminnassa, mutta kaikki ulkomaiset tutkijat lähtivät.

Tapaaminen Heisenbergin kanssa

Bohr oli tietoinen mahdollisuudesta käyttää uraani-235:tä atomipommin rakentamiseen, ja hän viittasi siihen luennoillaan Britanniassa ja Tanskassa hieman ennen ja jälkeen sodan alkamisen, mutta hän ei uskonut, että riittävän määrän uraani-235:tä olisi teknisesti mahdollista louhia. Syyskuussa 1941 Heisenberg, josta oli tullut Saksan ydinenergiahankkeen johtaja, vieraili Bohrin luona Kööpenhaminassa. Tapaamisen aikana miehet viettivät kahdenkeskisen hetken ulkona, jonka sisältö on herättänyt paljon spekulaatioita, sillä molemmat antoivat toisistaan poikkeavia kertomuksia. Heisenbergin mukaan hän alkoi puhua ydinenergiasta, moraalista ja sodasta, mihin Bohr näyttää reagoineen lopettamalla keskustelun äkillisesti eikä antanut Heisenbergille vihjeitä omista mielipiteistään. Ivan Supek, yksi Heisenbergin oppilaista ja ystävistä, väitti, että tapaamisen pääaiheena oli Carl Friedrich von Weizsäcker, joka oli ehdottanut, että Bohr yrittäisi suostutella Bohrin välittämään rauhaa Britannian ja Saksan välillä.

Vuonna 1957 Heisenberg kirjoitti Robert Jungkille, joka työskenteli tuolloin kirjan ”Kirkkaampi kuin tuhat aurinkoa” parissa: A Personal History of the Atomic Scientists. Heisenberg kertoi käyneensä Kööpenhaminassa välittääkseen Bohrille useiden saksalaisten tiedemiesten näkemykset siitä, että ydinaseen tuottaminen oli mahdollista suurilla ponnisteluilla ja että tämä asetti valtavan vastuun maailman tiedemiehille molemmin puolin. Kun Bohr näki Jungkin kuvauksen kirjan tanskalaisessa käännöksessä, hän laati (mutta ei koskaan lähettänyt) Heisenbergille kirjeen, jossa hän totesi, ettei hän koskaan ymmärtänyt Heisenbergin vierailun tarkoitusta, oli järkyttynyt Heisenbergin mielipiteestä, jonka mukaan Saksa voittaisi sodan ja että ydinaseet voisivat olla ratkaisevia.

Michael Fraynin vuonna 1998 ilmestyneessä näytelmässä Kööpenhamina tutkitaan, mitä Heisenbergin ja Bohrin tapaamisessa vuonna 1941 olisi voinut tapahtua. BBC:n televisioelokuvaversio näytelmästä esitettiin ensimmäisen kerran 26. syyskuuta 2002, ja siinä Stephen Rea näyttelee Bohria, Daniel Craig Heisenbergiä ja Francesca Annis Margrethe Bohria. Sama tapaaminen oli aiemmin dramatisoitu BBC:n Horizon-tiededokumenttisarjassa vuonna 1992, jossa Anthony Bate oli Bohr ja Philip Anthony Heisenberg. Kokous on dramatisoitu myös norjalaisessa

Manhattan Project

Syyskuussa 1943 Bohr ja hänen veljensä Harald saivat kuulla, että natsit pitivät heidän perhettään juutalaisina, koska heidän äitinsä oli juutalainen, ja että he olivat siksi vaarassa joutua pidätetyiksi. Tanskan vastarintaliike auttoi Bohrin ja hänen vaimonsa pakenemaan meritse Ruotsiin 29. syyskuuta. Seuraavana päivänä Bohr sai Ruotsin kuninkaan Kustaa V:n vakuuttuneeksi siitä, että Ruotsi oli valmis antamaan turvapaikan juutalaispakolaisille. Ruotsin radio lähetti 2. lokakuuta 1943, että Ruotsi oli valmis tarjoamaan turvapaikan, ja maanmiehensä pelastivat tanskalaisjuutalaisia joukoittain nopeasti sen jälkeen. Jotkut historioitsijat väittävät, että Bohrin toimet johtivat suoraan joukkopelastukseen, kun taas toiset sanovat, että vaikka Bohr teki kaikkensa maanmiestensä hyväksi, hänen toimillaan ei ollut ratkaisevaa vaikutusta laajempiin tapahtumiin. Lopulta yli 7 000 Tanskan juutalaista pakeni Ruotsiin.

Kun uutinen Bohrin pakenemisesta saapui Britanniaan, lordi Cherwell lähetti Bohrille sähkeen, jossa hän pyysi häntä tulemaan Britanniaan. Bohr saapui Skotlantiin 6. lokakuuta British Overseas Airways Corporationin (BOAC) käyttämällä de Havilland Mosquitolla. Mosquitot olivat aseistamattomia suurnopeuspommikoneita, jotka oli muunnettu kuljettamaan pieniä, arvokkaita lasteja tai tärkeitä matkustajia. Lentämällä suurella nopeudella ja suuressa korkeudessa ne pystyivät ylittämään Saksan miehittämän Norjan ja silti välttämään saksalaisia hävittäjiä. Bohr, joka oli varustettu laskuvarjolla, lentopuvulla ja happinaamarilla, vietti kolmen tunnin lennon makoillen patjalla koneen pommitilassa. Lennon aikana Bohr ei käyttänyt lentokypärää, koska se oli liian pieni, eikä näin ollen kuullut lentäjän sisäpuhelimessa antamaa käskyä kytkeä hapensaanti päälle, kun kone nousi suureen korkeuteen Norjan ylittämiseksi. Hän menetti tajuntansa hapenpuutteesta ja heräsi henkiin vasta, kun kone laskeutui pienemmälle korkeudelle Pohjanmeren yli. Bohrin poika Aage seurasi isäänsä Britanniaan toisella lennolla viikkoa myöhemmin, ja hänestä tuli hänen henkilökohtainen avustajansa.

James Chadwick ja Sir John Anderson ottivat Bohrin lämpimästi vastaan, mutta turvallisuussyistä Bohr pidettiin poissa näkyvistä. Hän sai asunnon St James’s Palacessa ja toimiston British Tube Alloysin ydinaseiden kehittämisryhmässä. Bohr oli hämmästynyt siitä, miten paljon edistystä oli tapahtunut. Chadwick järjesti Bohrin vierailun Yhdysvaltoihin Tube Alloysin konsulttina, ja Aage toimi hänen avustajanaan. Joulukuun 8. päivänä 1943 Bohr saapui Washingtoniin, jossa hän tapasi Manhattan-projektin johtajan, prikaatikenraali Leslie R. Groves Jr:n. Hän vieraili Einsteinin ja Paulin luona Institute for Advanced Study -instituutissa Princetonin yliopistossa New Jerseyssä ja meni Los Alamosiin New Mexicoon, jossa ydinaseita suunniteltiin. Turvallisuussyistä hän käytti Yhdysvalloissa nimeä ”Nicholas Baker”, kun taas Aagesta tuli ”James Baker”. Toukokuussa 1944 tanskalainen vastarintaliikkeen sanomalehti De frie Danske kertoi saaneensa tietää, että ”Tanskan kuuluisa poika professori Niels Bohr” oli edellisen vuoden lokakuussa paennut kotimaastaan Ruotsin kautta Lontooseen ja matkustanut sieltä Moskovaan, josta hänen voitiin olettaa tukevan sotatoimia.

Bohr ei jäänyt Los Alamosiin, vaan vieraili siellä useaan otteeseen kahden seuraavan vuoden aikana. Robert Oppenheimer kehui Bohrin toimineen ”tieteellisenä isähahmona nuoremmille miehille”, erityisesti Richard Feynmanille. Bohrin sanotaan sanoneen: ”He eivät tarvinneet minun apuani atomipommin valmistuksessa”. Oppenheimer antoi Bohrille tunnustusta tärkeästä panoksesta moduloituja neutroni-initiaattoreita koskevaan työhön. ”Tämä laite pysyi itsepäisenä arvoituksena”, Oppenheimer totesi, ”mutta helmikuun alussa 1945 Niels Bohr selvitti, mitä oli tehtävä”.

Bohr ymmärsi jo varhain, että ydinaseet muuttaisivat kansainvälisiä suhteita. Huhtikuussa 1944 hän sai Peter Kapitzalta kirjeen, joka oli kirjoitettu joitakin kuukausia aiemmin Bohrin ollessa Ruotsissa ja jossa hänet kutsuttiin Neuvostoliittoon. Kirje sai Bohrin vakuuttuneeksi siitä, että neuvostoliittolaiset olivat tietoisia angloamerikkalaisesta hankkeesta ja pyrkisivät ottamaan sen kiinni. Hän lähetti Kapitzalle sitoutumattoman vastauksen, jonka hän näytti Britannian viranomaisille ennen lähettämistä. Bohr tapasi Churchillin 16. toukokuuta 1944, mutta totesi, että ”emme puhuneet samaa kieltä”. Churchill oli niin eri mieltä ajatuksesta avoimuudesta venäläisiä kohtaan, että hän kirjoitti kirjeessään: ”Minusta tuntuu, että Bohr pitäisi eristää tai ainakin saada hänet näkemään, että hän on hyvin lähellä kuolemanrangaistuksen rajaa.”

Oppenheimer ehdotti, että Bohr käväisi presidentti Franklin D. Rooseveltin luona vakuuttamassa hänet siitä, että Manhattan-projekti olisi jaettava Neuvostoliiton kanssa, jotta sen tuloksia voitaisiin nopeuttaa. Bohrin ystävä, korkeimman oikeuden tuomari Felix Frankfurter, kertoi presidentti Rooseveltille Bohrin mielipiteistä, ja he tapasivat toisensa 26. elokuuta 1944. Roosevelt ehdotti, että Bohr palaisi Yhdistyneeseen kuningaskuntaan ja yrittäisi saada brittien hyväksynnän. Kun Churchill ja Roosevelt tapasivat Hyde Parkissa 19. syyskuuta 1944, he hylkäsivät ajatuksen hankkeen tiedottamisesta maailmalle, ja heidän keskustelunsa muistiinpanoihin sisältyi lisäys, jonka mukaan ”professori Bohrin toimintaa olisi tutkittava ja olisi ryhdyttävä toimiin sen varmistamiseksi, ettei hän ole vastuussa tietojen vuotamisesta erityisesti venäläisille”.

Kesäkuussa 1950 Bohr lähetti Yhdistyneille Kansakunnille ”avoimen kirjeen”, jossa hän vaati kansainvälistä yhteistyötä ydinenergian alalla. Neuvostoliiton ensimmäisen ydinasekokeen jälkeen 1950-luvulla perustettiin Kansainvälinen atomienergiajärjestö Bohrin ehdotuksen mukaisesti. Vuonna 1957 hän sai ensimmäisen Atoms for Peace -palkinnon.

Sodan päätyttyä Bohr palasi Kööpenhaminaan 25. elokuuta 1945, ja hänet valittiin uudelleen Tanskan kuninkaallisen taide- ja tiedeakatemian puheenjohtajaksi 21. syyskuuta. Akatemian huhtikuussa kuolleen kuningas Kristian X:n muistokokouksessa 17. lokakuuta 1947 uusi kuningas Fredrik IX ilmoitti myöntävänsä Bohrille norsuritarikunnan kunniamerkin. Normaalisti tämä palkinto myönnettiin vain kuninkaallisille ja valtionpäämiehille, mutta kuningas sanoi, että se ei kunnioittanut vain Bohria henkilökohtaisesti vaan myös tanskalaista tiedettä. Bohr suunnitteli oman vaakunansa, jossa oli taijitu (yinin ja yangin symboli) ja latinankielinen tunnuslause: contraria sunt complementa, ”vastakohdat täydentävät toisiaan”.

Toinen maailmansota osoitti, että tiede ja erityisesti fysiikka vaativat nyt huomattavia taloudellisia ja aineellisia resursseja. Välttääkseen aivovuodon Yhdysvaltoihin kaksitoista Euroopan maata liittoutui ja perusti CERNin, joka oli Yhdysvaltojen kansallisten laboratorioiden kaltainen tutkimusorganisaatio, jonka tarkoituksena oli toteuttaa suuria tiedehankkeita, jotka ylittivät yksittäisen maan voimavarat. Pian heräsi kysymyksiä siitä, mikä olisi paras paikka laitoksille. Bohrin ja Kramersin mielestä Kööpenhaminan instituutti olisi ihanteellinen paikka. Pierre Auger, joka järjesti alustavat keskustelut, oli eri mieltä; hänen mielestään sekä Bohr että hänen instituuttinsa olivat jo ohi parhaasta iästään ja Bohrin läsnäolo jättäisi muut varjoonsa. Pitkän keskustelun jälkeen Bohr lupasi tukensa CERNille helmikuussa 1952, ja Geneve valittiin sijoituspaikaksi lokakuussa. CERNin teoriaryhmä toimi Kööpenhaminassa, kunnes Genevessä sijaitseva uusi rakennus valmistui vuonna 1957. Victor Weisskopf, josta myöhemmin tuli CERNin pääjohtaja, kiteytti Bohrin roolin sanomalla, että ”oli muitakin henkilöitä, jotka aloittivat ja ideoivat CERNin. Muiden ihmisten innostus ja ideat eivät kuitenkaan olisi riittäneet, ellei hänen kaltaisensa mies olisi tukenut sitä.”

Samaan aikaan Skandinavian maat perustivat vuonna 1957 Pohjoismaisen teoreettisen fysiikan instituutin, jonka puheenjohtajana toimi Bohr. Hän oli myös mukana perustamassa Tanskan atomienergiakomission Risøn tutkimuslaitosta, jonka ensimmäisenä puheenjohtajana hän toimi helmikuusta 1956 alkaen.

Bohr kuoli sydämen vajaatoimintaan kotonaan Carlsbergissa 18. marraskuuta 1962. Hänet tuhkattiin, ja hänen tuhkansa haudattiin perhehautausmaalle Assistensin hautausmaalle Kööpenhaminan Nørrebron kaupunginosassa yhdessä vanhempiensa, veljensä Haraldin ja poikansa Christianin tuhkien kanssa. Vuosia myöhemmin sinne haudattiin myös hänen vaimonsa tuhkat. Lokakuun 7. päivänä 1965, jolloin hän olisi täyttänyt 80 vuotta, Kööpenhaminan yliopiston teoreettisen fysiikan instituutti nimettiin virallisesti Niels Bohrin instituutiksi, kuten sitä oli kutsuttu epävirallisesti jo vuosia.

Bohr sai lukuisia kunnianosoituksia ja tunnustuksia. Nobel-palkinnon lisäksi hän sai Hughes-mitalin vuonna 1921, Matteucci-mitalin vuonna 1923, Franklin-mitalin vuonna 1926, Copley-mitalin vuonna 1938, Elefantti-ristin vuonna 1947, Atoms for Peace -palkinnon vuonna 1957 ja Sonning-palkinnon vuonna 1961. Hänestä tuli Alankomaiden kuninkaallisen taide- ja tiedeakatemian ulkomaalainen jäsen vuonna 1923 ja Royal Societyn jäsen vuonna 1926. Bohrin mallin puolivuotisjuhlavuotta juhlistettiin Tanskassa 21. marraskuuta 1963 postimerkillä, jossa oli Bohrin kuva, vetyatomi ja vetyatomin minkä tahansa kahden energiatason erotuksen kaava: h ν = ϵ 2 – ϵ 1 {displaystyle h u =epsilon _{2}-epsilon _{1}} . Myös useat muut maat ovat julkaisseet Bohria esittäviä postimerkkejä. Vuonna 1997 Tanskan keskuspankki alkoi laskea liikkeelle 500 kruunun seteliä, jossa on piippua polttavan Bohrin muotokuva. Niels Bohrin 127-vuotissyntymäpäivän kunniaksi Googlen etusivulle ilmestyi 7. lokakuuta 2012 Google Doodle, joka kuvaa vetyatomin Bohrin mallia. Hänen mukaansa on nimetty asteroidi 3948 Bohr, Bohrin kuun kraatteri ja bohrium, kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 107. Lisäksi Bohrin mukaan on nimetty asteroidi 3948 Bohr, kuun kraatteri ja kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 107.

lähteet

  1. Niels Bohr
  2. Niels Bohr
  3. ^ a b Politiets Registerblade [Register cards of the Police] (in Danish). Copenhagen: Københavns Stadsarkiv. 7 June 1892. Station Dødeblade (indeholder afdøde i perioden). Filmrulle 0002. Registerblad 3341. ID 3308989. Archived from the original on 29 November 2014.
  4. 1 2 Архив по истории математики Мактьютор
  5. 1 2 BOHR NIELS // Encyclopædia Universalis (фр.) — Encyclopædia Britannica.
  6. А. Б. Мигдал. Указ. соч. — С. 305—306.
  7. 1 2 А. Пайс. Указ. соч. — С. 25.
  8. 1 2 3 А. Пайс. Указ. соч. С. 26.
  9. Celtium, em inglês
  10. (en) « by any measure the most important result in all of quantum mechanics »
Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Ads Blocker Detected!!!

We have detected that you are using extensions to block ads. Please support us by disabling these ads blocker.