Вводное слово
Нильс Бор считается одним из основоположников новой ветви физики — квантовой механики. Датский учёный отличался бесконечной настойчивостью, живым умом и активной гражданской позицией. Журнал Kennislink подготовил «фиктивное интервью» с этим выдающимся мыслителем из Копенгагена.
Первые шаги в науке
— Вы часто упоминаетесь как один из самых влиятельных учёных XX века. Когда вы впервые соприкоснулись с миром науки? «Это заслуга еженедельных собраний моего отца, профессора медицины Копенгагенского университета. По пятницам к нам приходили коллеги‑учёные, и велись живые обсуждения самых разных вопросов. Мы с братом Харальдом могли сидеть в зале, хотя многое было непонятно. Тем не менее, атмосфера была захватывающей, а прогрессивные политические идеи, привитые отцом, остались со мной навсегда».
Научные прорывы
— Ваш младший брат Харальд закончил учебу быстрее, а вы получили степень доктора позже. Как же после этого ваша карьера взлетела? «В 1912 году я познакомился с гениальным экспериментатором Эрнестом Резерфордом. После его экспериментов с альфа‑частицами он предположил, что атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого вращаются электроны — своего рода крошечная солнечная система. Однако такая модель была нестабильна: электрона сразу бы «упал» в ядро, а также не объясняла уникальные спектры излучения элементов. Два года спустя я нашёл решение этой проблемы».
— В своей диссертации «Исследования электронной теории металлов» (1911) вы заявляете, что классическая физика не подходит для атомного уровня. Куда вы тогда направились? «Я представил, что электроны могут находиться лишь на фиксированных энергетических уровнях. При поглощении энергии электрон переходит на более высокий уровень, а при возвращении излучает фотон — так называемый квантовый скачок. Теория не имела экспериментального подтверждения, но объясняла спектры излучения и стабильность атомов».
— Теория без экспериментов? Это смело для начала XX века. «Да, но я мог объяснить целый ряд явлений, которые иначе оставались загадкой. Именно это и имело значение. К тому же, после этого меня ждало важное футбольное событие, и я не хотел его пропустить».
Спорт и личная жизнь
— Вы любите спорт? «Футбол — моя страсть. Я играл за Академический Больдклуб, один из лучших клубов Дании. К сожалению, в сборную меня не позвали, но брат Харальд играл и завоевал серебро на Олимпиаде 1908 года».
«В хорошую погоду я часто выходил в море на нашей семейной паруснике «Чита». Проводить время с женой Маргаретой и сыновьями на воде было бесценно. К сожалению, старший сын погиб в морской катастрофе, но остальные благополучно выросли. Один из них, Ааге Бор, тоже стал известным физиком и впоследствии получил Нобелевскую премию».
Нобелевская премия и дальнейшие исследования
— Вы получили Нобелевскую премию в 1922 году за исследования структуры атома и излучения. Расскажете подробнее? «Самый простой атом — водород — имеет одно ядро и один электрон. Здесь идея фиксированных уровней и квантовых скачков работает без проблем. С более сложными атомами всё усложняется. С 1913 по 1922 год я разрабатывал квантовую модель многократно заряженных атомов, объяснил эллиптические орбиты внешних электронов и, в конечном итоге, смог описать свойства элементов таблицы Менделеева».
«В 1922 году я стал директором Института Нильса Бора в Копенгагене. Там мы пытались понять, что именно скрывается за квантовой теорией. Оказалось, что свет ведёт себя и как волна, и как частица, что привело к появлению двух, казалось бы, противоречивых подходов: математики В. Гейзенберга и австрийского физика Э. Шрёдера».
Копенгагенская интерпретация
— Какие проблемы вы решали вместе с коллегами? «Главный конфликт был в том, что традиционно свет рассматривали как электромагнитную волну, тогда как Эйнштейн уже доказал его частичную природу. Гейзенберг предложил принцип неопределённости, а я ввёл понятие комплементарности: волновые и частичные свойства взаимодополняют друг друга, но их нельзя наблюдать одновременно».
«В моём представлении реальность существует лишь в рамках измерения: наблюдаемый объект и измерительный прибор образуют единую систему. До измерения частица описывается волновой функцией‑вероятностью, а после — конкретным результатом».
— Как отреагировал на это Альберт Эйнштейн? «Эйнштейн не принял «копенгагенскую интерпретацию», считая, что квантовая механика не описывает полностью реальность, независимую от наблюдателя. Он придумывал мысленные эксперименты, пытаясь показать её неполноту, но я последовательно опровергал их».
Политическая деятельность и Вторая мировая война
— Вы участвовали в Манхэттенском проекте. Почему? «В 1943 году я бежал из оккупированной Дании, прошёл через Швецию в Англию, а затем в США. Я хотел предупредить о риске ядерной гонки. Я встретился с президентом Рузвельтом и объяснил, что ядерное оружие создаёт угрозу всему человечеству и может стать поводом для международного договора о нераспространении. К сожалению, мои предостережения не были восприняты».
— Что вы скажете о встрече с Гейзенбергом в Копенгагене в 1941 году? «Эти вопросы я предпочитаю оставлять в прошлом и не комментировать».
