Σας καλωσορίζουμε στην ιστοσελίδα μας... Willkommen auf unserer Website... Welcome to our website...

Τετάρτη, Νοεμβρίου 18, 2020

Σαν σήμερα... 18 Νοέμβρη 1962, πέθανε ένας λαμπρός φυσικός επιστήμονας... ο Δανός Νιλς Μπορ (Niels Bohr)...

Bohr Niels (Μπορ Νιλς) (1885 - 1962 κ.ε)...

Δανός φυσικός, από τους σπουδαιότερους του 20ου αιώνα, ο οποίος συνέβαλε στην κατανόηση της δομής του ατόμου και θεωρείται από τους θεμελιωτές της κβαντομη-
χανικής.
Ο Bohr φοίτησε στο κολλέγιο Trinity στο Κέμπριτζ (Cambridge) και έκανε το διδακ-
τορικό του στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγη (Copenhagen). Συνέχισε τις σπουδές 
του και για δύο χρόνια εργάσθηκε δίπλα στον μεγάλο Νεοζηλανδό φυσικό και χημικό 
Ernest Rutherford (1871 - 1937 κ.ε). 
Βασιζόμενος στη θεωρία του Rutherford για το άτομο, δημοσίευσε το 1913, το κλασι-
κό πλέον σύγγραμμα «On the Constitution of Atoms and Molecules», δηλαδή 
«Για τη Δομή των Ατόμων και Μορίων» στο οποίο παρουσίασε το δικό του προη-
γμένο μοντέλο για τη δομή του ατόμου, εισάγοντας τη θεωρία των ηλεκτρονίων που βρίσκονται σε τροχιές γύρω από τον πυρήνα του ατόμου, με τον αριθμό των ηλεκτρο-
νίων στις εξωτερικές στιβάδες να καθορίζει τις χημικές ιδιότητες του στοιχείου. 
Το πρότυπο αυτό ονομάζεται και πλανητικό πρότυπο, γιατί μοιάζει στο πλανητικό μας σύστημα με τον πυρήνα να παίρνει τη θέση του Ήλιου και τα ηλεκτρόνια τη θέση των πλανητών, σε τροχιά γύρω από αυτόν. 
Ακόμη ο Bohr εισήγαγε την ιδέα, ότι ένα ηλεκτρόνιο μπορούσε να πέφτει από τροχιά 
υψηλής ενέργειας σε τροχιά χαμηλής ενέργειας εκπέμποντας ένα φωτόνιο. Αυτό απο-
τέλεσε στην ουσία τη βάση της Κβαντικής θεωρίας.

Το 1916, ο Bohr έγινε καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης και το 1920 διευ-
θυντής του νεοϊδρυθέντος τότε Ινστιτούτου Ατομικής Φυσικής στην Κοπεγχάγη. 
Το Ινστιτούτο, υπό την καθοδήγηση του Bohr, αποτέλεσε φωλιά έρευνας και γνώσης 
και συνάμα έναν πόλο έλξης για τους επιστήμονες τις δεκαετίες του 1920 και του 1930. 
Οι καλύτεροι θεωρητικοί φυσικοί πέρασαν από εκεί. 
Το 1922, τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ (Nobel prize) φυσικής, για τις υπηρεσίες του 
στην έρευνα της δομής των ατόμων και της εκπεμπόμενης από αυτά ακτινοβολίας. 
Ήταν αυτός που διατύπωσε, το 1923, την αρχή της συμπληρωματικότητας, με βάση 
την οποία, κάθε κβαντικό αντικείμενο, (στη συγκεκριμένη περίπτωση το ηλεκτρόνιο), 
μπορεί να παρουσιαστεί με δύο διαφορετικούς τρόπους, είτε ως κύμα, είτε ως σωματίδιο 
και την οποιαδήποτε στιγμή μπορούμε να παρατηρήσουμε μόνο τη μία από τις δύο εκδη-λώσεις του. 
Η αρχή της συμπληρωματικότητας μαζί με την αρχή της απροσδιοριστίας ή αβεβαι-ότητας του Heisenberg (πνευματικό παιδί του Bohr), απετέλεσαν τις θεμελιώδεις έννοιες 
της κβαντικής φυσικής. 
Η ερμηνεία αυτών των αρχών της νεοσύστατης θεωρίας της κβαντομηχανικής, έγινε η βα-σική αιτία για το ξέσπασμα μιας μεγάλης διαμάχης*, η οποία «ξέσπασε» ανάμεσα στους φυσικούς επιστήμονες της εποχής και η οποία συνεχίζεται μέχρι και σήμερα. 
Ιστορικές έχουν μείνει οι αντιπαραθέσεις, ανάμεσα στο Bohr και στον Einstein. 

Ο Bohr επίσης διετύπωσε την αρχή της αντιστοιχίας, με βάση την οποία, τα αποτελέσμα-
τα της κβαντομηχανικής μελέτης ενός συστήματος συμπίπτουν, σε κάποιο συγκεκριμένο 
όριο, με αυτά της κλασικής φυσικής και τα φαινόμενα περιγράφονται με τους νόμους 
της δεύτερης.
Προσδιόρισε επίσης το ισότοπο του ουρανίου (235 U), το οποίο είναι υπεύθυνο για την 
αργή σχάση των νετρονίων και ερμήνευσε όλες τις φασματικές γραμμές που εκπέμπει το υδρογόνο.

Το 1943 και ενώ η Δανία βρισκόταν υπό ναζιστική κατοχή από το 1940 και λίγο πριν συλ-ληφθεί από τη γερμανική αστυνομία (Gestapo), ο Bohr δραπέτευσε στη Σουηδία και από 
εκεί ταξίδεψε στο Λονδίνο και στη συνέχεια στις ΗΠΑ. Κατά την εκεί παραμονή του, συμ-μετείχε μυστικά στο Σχέδιο Μανχάταν (Manhattan Project), για την κατασκευή της πρώ-
της ατομικής βόμβας, όπου για λόγους ασφαλείας χρησιμοποιούσε το όνομα Nicholas 
Baker. Ανησυχούσε για τον αγώνα ταχύτητας στον οποίο άρχισαν να επιδίδονται τα κρά-
τη με έπαθλο τα πυρηνικά όπλα και φέρεται ότι είπε: «Γι αυτό πήγα στην Αμερική. 
Δεν χρειάζονταν τη βοήθειά μου για να φτιάξουν την ατομική βόμβα». Θεωρούσε ότι τα μυστικά της ατομικής ενέργειας έπρεπε να γίνουν κτήμα της διεθνούς επιστημονικής κοι-νότητας. Μάλιστα υποστήριζε πως θα έπρεπε να ενημερωθεί η Σοβιετική Ένωση για την επικείμενη κατασκευή της ατομικής βόμβας.

Μετά τον πόλεμο, επέστρεψε στην Κοπεγχάγη, υπερασπιζόμενος την ειρηνική χρήση της πυρηνικής ενέργειας και γι αυτό το λόγο έστειλε και επιστολή στον ΟΗΕ. 
Το 1954, συμμετείχε στην ίδρυση του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (European Organization for Nuclear Research) (CERN), του μεγαλύτερου στον κόσμο, κέντρου πειραματικής έρευνας στο πεδίο της φυσικής υψηλών ενεργειών και ειδικότερα 
της σωματιδιακής φυσικής, το οποίο εδρεύει στη Γενεύη (Geneva). 
Ένας από τους έξι γιους του Niels Bohr, ο Aage Niels Bohr (1922 - 2009 κ.ε), υπήρξε ένας πολύ πετυχημένος πυρηνικός φυσικός. Μάλιστα το 1975 του απονεμήθηκε το βραβείο 
Νόμπελ (Nobel prize) φυσικής, για την ανάπτυξη της θεωρίας της δομής των ατομικών 
πυρήνων.
Ο Niels Bohr πέθανε στην Κοπεγχάγη το 1962, από καρδιακή ανεπάρκεια, σε ηλικία 77 
ετών. 
Μετά το θάνατό του και προς τιμή του, το Ινστιτούτο ερευνών του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης, ονομάστηκε «Niels Bohr Institute». Επίσης στο χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 107, δόθηκε η ονομασία Μπόριο (Bohrium) (Bh). 
Τέλος, το όνομά του, δόθηκε στον μικρό αστεροειδή 3948, της κύριας ζώνης αστεροειδών (3948 Bohr).
* Η διαμάχη των φυσικών επιστημόνων για την ερμηνεία της κβαντομηχανικής, ξεκίνησε 
στην ουσία, αμέσως μετά την αρχική διατύπωση της νέας θεωρίας και συνεχίζεται έως και σήμερα.
Στο ιστορικό 5ο συνέδριο του Ινστιτούτου Solvay, στις Βρυξέλλες (Brussels), το 1927, η πιθανοκρατική ερμηνεία της Σχολής της Κοπεγχάγης για την κβαντομηχανική, κερδίζει 
την αποδοχή του επιστημονικού κόσμου, όταν ο Bohr, κύριος εκπρόσωπος της, αντιπαρα-τέθηκε με επιτυχία στις περίφημες συζητήσεις, με την «αντίπαλη» πλευρά, κύριος εκπρό-σωπος της οποίας ήταν ο Albert Einstein.
Οι εκπρόσωποι της πλευράς του Einstein, ήταν αρνητικοί στην αποδοχή των κβαντικών πιθανοτήτων ως έσχατου χαρακτηριστικού της φυσικής πραγματικότητας και παρουσιά-ζονταν διστακτικοί απέναντι στις διατυπωμένες πρόσφατα αρχές της κβαντομηχανικής, δηλαδή την αρχή της συμπληρωματικότητας του Bohr, την αρχή της αβεβαιότητας ή απροσδιοριστίας του Heisenberg και την κυματική εξίσωση του Schroedinger. Έτσι πίσ-
τευαν και ακόμα και σήμερα πιστεύουν αρκετοί φυσικοί, πως οι πιθανότητες οφείλονται 
στην ύπαρξη κρυμμένων μεταβλητών, άγνωστων ιδιοτήτων της ύλης, οι οποίες κάποτε 
θα γίνουν γνωστές και η φύση θα αποδειχθεί ξανά αιτιοκρατική. Η πλευρά αυτή των 
φυσικών, δεν διαφωνεί με τις γενικότερες ιδέες της κβαντικής φυσικής, αλλά πίστευε 
και πιστεύει, πως θα ήταν δυνατόν και χρήσιμο να συμπληρωθεί η θεωρία, έτσι ώστε 
να γίνει αιτιοκρατική. 
Σύμφωνα με τον Bohr και τους εκπροσώπους της Σχολής της Κοπεγχάγης, δεν υπάρχει βαθύτερη πραγματικότητα, πέρα από αυτή που ήδη γνωρίζουμε, δεν υπάρχουν κρυμμέ-
νες μεταβλητές και ο κόσμος είναι καθαρά πιθανοκρατικός. Δηλαδή, σύμφωνα με την ερμηνεία της Κοπεγχάγης, η κβαντομηχανική περιγράφει απλά συσχετισμούς στις εμ- 
πειρίες μας και στην πραγματικότητα είναι σχετική με το αποτέλεσμα της παρατήρησης, 
κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες. 

Φυσικοί επιστήμονες, οι οποίοι υποστήριζαν διαχρονικά την αιτιοκρατική άποψη (ντετερ-μινιστές) ή αλλιώς τη ρεαλιστική, υλιστική σχολή, ήσαν οι : Max Planck, Albert Einstein, 
Louis de Broglie, David Bohm, Erwin Schroedinger, Max von Laue, Paul Langevin, κ.ά.
Ανάμεσα στους εκπροσώπους της άλλης πλευράς, δηλαδή της θετικιστικής σχολής (ιντε-τερμινιστές), ήσαν οι : Niels Bohr, Max Born, John von Newmann, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Paul Dirac, Pascual Jordan, Arthur Eddington κ.ά.
Ο Paul Dirac, ένας από τους πρωτεργάτες της κβαντομηχανικής έγραφε το 1975 : 
«Nομίζω ότι τελικά μπορεί να αποδειχθεί ότι ο Einstein είχε δίκιο, γιατί η παρούσα μορ-
φή της κβαντικής μηχανικής δεν πρέπει να θεωρηθεί οριστική. 
Υπάρχουν σοβαρές δυσκολίες και δεν αποκλείεται κάποτε, να φτάσουμε σε μια βελτιωμέ-
νη κβαντική μηχανική, που θα περιέχει μια επιστροφή στην αιτιοκρατία, δικαιώνοντας 
τελικά έτσι τον Einstein».

Κοσμάς Λεοντιάδης

*Το παραπάνω κείμενο, αποτελεί λήμμα από το απόσπασμα βιογραφιών, του υπό 
έκδοση τετράτομου έργου μου... «Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό των Άστρων και 
των ουράνιων αντικειμένων
»


1 σχόλιο:

  1. Κυριάκος Κλάδης (Δρέσδη)18 Νοεμβρίου 2020 στις 1:34 μ.μ.

    Από όσα διάβασα... τεράστια προσωπικότητα της επιστήμης. Ευχαριστούμε κύριε Λεοντιάδη.

    ΑπάντησηΔιαγραφή