玻爾的主要成就有哪些 有關於他的評價是什麼樣的
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主要成就
科研成就
原子輻射理論
1922年,玻爾因對研究原子的結構和原子的輻射所做得重大貢獻而獲得諾貝爾物理學獎。爲此,整個丹麥都沉浸在喜悅之中,舉國上下都爲之慶賀,玻爾成了最著名的丹麥公民。爲了支持正義與和平,玻爾將自己的諾貝爾金質獎章捐給了芬蘭戰爭。後來,人們又爲他募集黃金重鑄了一枚,永遠陳列在丹麥博物館裏。
1924年6月,玻爾被英國劍橋大學和曼徹斯特大學授予科學博士名譽學位,劍橋哲學學會接受他爲正式會員,12月又被選爲俄羅斯科學院的外國通訊院士。
1927年初,海森堡、玻爾、約爾丹、薛定諤、狄拉克等成功地創立了原子內部過程的全新理論量子力學,玻爾對量子力學的創立起了巨大的促進作用。 1927年9月,玻爾首次提出了"互補原理",奠定了哥本哈根學派對量子力學解釋的基礎,並從此開始了與愛因斯坦持續多年的關於量子力學意義的論戰。愛因斯坦提出一個又一個的想像實驗,力求證明新理論的矛盾和錯誤,但玻爾每次都巧妙地反駁了愛因斯坦的反對意見。這場長期的論戰從許多方面促進了玻爾觀點的完善,使他在以後對互補原理的研究中,不僅運用到物理學,而且運用到其他學科。
1933年,希特勒奪取了政權,德國成了法西斯國家,這對於丹麥來說是一個危險的鄰邦。玻爾不是一個對什麼都不關心的人,他既關心政治時事、國家生活,也關心國際事件。他對當時法西斯政權實行的種族迫害和政治迫害深感憂愁和憤怒,積極創立和參加了丹麥救援移民委員會,對從德國逃難到哥本哈根的科學家及其他難民,給予了盡力的支持相幫助。
1940年4月,德國侵佔了丹麥,丹麥政府宣佈投降。美國、英國等許多國家的大學打電報給玻爾,邀請玻爾全家到他們那裏去避難和工作。玻爾非常不安,友好的關心和對自己命運的焦慮打動着他的心。但是,這一切都沒能動搖他留在自己的崗位哥本哈根理論物理研究所的決心。
玻爾相信,這一切都是暫時的,不久都會過去。因此,不應該陷入苦悶,要堅持下去繼續工作,抵抗侵略者,爲共同的鬥爭做出貢獻。在以後的一段時間裏,玻爾日見消瘦,然而他卻勇敢地和毫不妥協地堅持着。玻爾不隱瞞自己的好惡愛憎,拒絕與侵略者合作並不與支持侵略者的人來往。
1943年9月,希特勒政權準備逮捕玻爾,爲了避免遭到迫害,玻爾在反抗運動參加者的幫助下冒着極大的危險逃到了瑞典。在瑞典,他幫助安排了幾乎所有的丹麥籍猶太人逃出了希特勒毒氣室的虎口。過了不久,林德曼來電報邀請玻爾到英國工作,玻爾在乘坐一架小型飛機飛往英國的途中幾乎因缺氧而喪生。在英國待了兩個月後,根據美國總統羅斯福和英國首相丘吉爾簽署的魁北克協議,美國和英國物理學家應密切合作共同工作。於是玻爾被任命爲英國的顧問與查德威克等一批英國原子物理學家遠涉重洋去了美國,參加了製造原子彈的曼哈頓計劃。玻爾由於擔心德國率先造出原子彈,給世界造成更大的威脅,所以也和愛因斯坦一樣,以科學顧問的身分積極推動了原子彈的研製工作。
但他堅決反對在對日戰爭中使用原子彈,也堅決反對在今後的戰爭中使用原子彈,始終堅持和平利用原子能的觀點。他積極與美國和英國的國務活動家取得聯繫,參加了禁止覈實驗,爭取和平、民主和各民族團結的鬥爭。對於原子彈給日本造成的巨大損失,他感到非常內疚,併爲此發表了《科學與文明》和《文明的召喚》兩篇文章,呼籲各國科學家加強合作,和平利用原子能,對那些可能威脅世界安全的任何步驟進行國際監督,爲各民族今後無憂無慮地發展自己的科學文化而鬥爭。
玻爾原子模型
玻爾於1913年在原子結構問題上邁出了革命性的一步,提出了定態假設和頻率法則,從而奠定了這一研究方向的基礎。玻爾指出:
在原子系統的設想的狀態中存在着所謂的"穩定態"。在這些狀態中,粒子的運動雖然在很大程度上遵守經典力學規律,但這些狀態穩定性不能用經典力學來解釋,原子系統的每個變化只能從一個穩定態完全躍遷到另一個穩定態。
與電磁理論相反,穩定原子不會發生電磁輻射,只有在兩個定態之間躍遷纔會產生電磁輻射。輻射的特性相當於以恆定頻率作諧振動的帶電粒子按經典規律產生的輻射,但頻率u與原子的運動並不是單一關係,而是由下面的關係來決定 h = E'-E"。這就是玻爾原子模型。
人物軼事
成功前的“準備”
玻爾在童年時代是一個行動緩慢但做事專心的孩子。他在學校裏各門功課都很好,尤其是物理學和數學。他還酷愛文學,但本族語學得很費力。他一生都用功克服這一困難,花了很多時間一遍一遍地抄寫手稿,不管是科學論文、大會發言稿,還是給朋友的信件。這反映了玻爾對準確性的迫切要求和使自己的著作能傳遞儘可能多信息的強烈願望。爲了培養玻爾的動手能力,他父親爲他購置了車牀和工具。心靈手巧的玻爾很快就熟練地掌握了金工技術,並敢於修理一切損壞了的東西,家裏的鐘錶或自行車壞了,都是玻爾自己動手修理。
足球軼事
玻爾進入哥本哈根大學後,很快就成了哥本哈根大學足球俱樂部的明星守門員,他習慣在足球場上一邊心不在焉地守着球門,一邊用粉筆在門框上排演着公式。玻爾後來進入科研機構,專心於原子物理研究,但他仍不忘心愛的足球,業餘時間常把踢足球當做休息,成爲一名不折不扣的“科學家球星”。不過他也有分神的時候,據丹麥AB隊史料記載,在一場AB隊與德國特維達隊的比賽中,德國人外圍遠射,玻爾卻在門柱旁邊思考一道數學難題。
亦敵亦友
玻爾和愛因斯坦是在1920年相識的。那一年,年輕的玻爾第一次到柏林講學,和愛因斯坦結下了長達35年的友誼。但也就是在他們初次見面之後,兩人即在認識上發生分歧,隨之展開了終身論戰。他們只要見面,就會脣槍舌劍,辯論不已。1946年,玻爾爲紀念愛因斯坦70壽辰文集撰寫文章。當文集出版時,愛因斯坦則在文集末尾撰寫了長篇《答詞》,尖銳反駁玻爾等人的觀點。他們的論戰長達30年之久,直至愛因斯坦去世。但是,長期論戰絲毫不影響他們深厚的情誼,他們一直互相關心,互相尊重。愛因斯坦本來早該獲得諾貝爾獎,但由於當時有不少人對相對論持有偏見,直到1922年秋纔回避相對論的爭論,授予他上年度諾貝爾物理獎,並決定把本年度的諾貝爾物理獎授予玻爾。這兩項決定破例同時發表。愛因斯坦當時正赴日本,在途經上海時接到了授獎通知。而玻爾對愛因斯坦長期未能獲得諾貝爾獎深感不安,怕自己在愛因斯坦之前獲獎。因此,當玻爾得知這一消息後非常高興。立即寫信給旅途中的愛因斯坦。玻爾非常謙虛,他在信中表示,自己之所以能取得一些成績,是因爲愛因斯坦作出了奠基性的貢獻。因此,愛因斯坦能在他之前獲得諾貝爾獎,他覺得這是“莫大的幸福”。愛因斯坦在接到玻爾的信後,當即回了信。信中說:“我在日本啓程之前不久收到了您熱情的來信。我可以毫不誇張地說,它像諾貝爾獎一樣,使我感到快樂。您擔心在我之前獲得這項獎金。您的這種擔心我覺得特別可愛——它顯示了玻爾的本色。”
關於氧氣面罩
二戰與戰後二戰期間德軍佔領丹麥,海森堡前往哥本哈根與玻爾相見,即哥本哈根會見。此次會談的內容各當事人說法不一,至今仍然在爭論之中,但可以確定的是海森堡的話讓玻爾十分生氣,並損害了他們倆的友誼。爲避免被德軍扣留,玻爾被迫於1943年逃離丹麥,坐船前往瑞典,然後坐一架小飛機到達倫敦。爲了防止被人發現,飛機要飛得很高。據說玻爾因爲專心思考,而忘記了戴氧氣面罩;另一種說法是玻爾的頭太大,面罩尺寸不合適,使得玻爾在空中曾失去了知覺。
訪華
1937年初,尼爾斯·玻爾與夫人瑪格麗特和兒子漢斯·玻爾訪問美國。2月初,當時在美國的周培源受北京大學和清華大學的委託,邀請玻爾訪華。2月27日,北平清華大學吳有訓教授致電玻爾(美國加州伯克利轉),邀請他順訪北平。3月11日,吳有訓又致電玻爾,邀請他訪問中國。3月27日,中央研究院、國立北平研究院、國立北京大學、國立清華大學、國立中央大學和中華教育文化基金會等的領導人蔡元培、李書華、蔣夢麟、梅貽琦、羅家倫、孫洪芬聯合發出正式邀請信,請玻爾訪華。4月10日,北平國立清華大學吳有訓再次致函玻爾,邀請他訪華。
1937年4月30日玻爾給吳有訓回信,感謝來自中國大學和科學機構的邀請,並告知將於5月20日到達上海,在中國逗留兩三個星期。在中國講演的題目是“原子核”和“原子物理中的因果性”。5月7日,玻爾又致函吳有訓,信中說收到了浙江大學的邀請,所以想把杭州之行納入他在中國的旅行日程之中。5月7日吳有訓回覆玻爾,寄上玻爾在中國旅行的日程草案,徵求他的同意。
1937年5月20日(星期天)下午4時,玻爾偕夫人及兒子漢斯·玻爾乘客輪抵達上海,受到中央研究院物理研究所所長丁燮林及上海科學界著名人士的熱烈歡迎。下榻花園飯店。
5月21日上午10時,丁燮林陪同玻爾父子參觀物理研究所。下午又陪玻爾到上海交通大學講“原子核”。演講後由交大校長黎照寰設茶點款待。晚7時,中央研究院物理研究所所長丁燮林和化學研究所所長莊長恭在北四川路新亞酒樓聯合宴請玻爾教授及夫人和公子。物理研究所顧靜徽女士(她是中國第一位女物理學博士)在座。
5月22日上午10時,丁燮林、楊肇濂等陪同玻爾一家到上海市中心區參觀。晚上,由中國物理學會、化學會及中國科學社設宴款待。
5月23日玻爾一家由浙江大學文理學院院長鬍剛復陪同,於8時25分乘火車赴杭州。12時30分到達杭州,受到物理系主任張紹忠教授、何增祿、束星北、王淦昌等物理學家的歡迎,下榻西泠飯店。下午遊西湖。晚7時,竺可楨校長在大華飯店設宴招待。竺可楨因事未能出席,由一位哲學家(可能是鄭曉滄)代表主持。
5月24日上午9時,胡剛復、束星北、王淦昌、何增祿、張紹宗、梅光迪夫人陪同玻爾一家遊覽了西湖、靈隱寺、龍井、九溪十八澗、六和塔等地。下午5時,玻爾在浙大文理學院作了題爲“原子核”的講演。講演時間約一小時半,會議由竺可楨校長主持。胡剛復作簡要介紹。
晚7時半,浙江省政府主席朱家驊(及夫人朱程佩芬在省府設宴款待玻爾夫婦及公子。應邀作陪的有竺可楨、程遠帆夫婦、梅光迪夫婦、樓光來、胡剛復和鄭曉滄。
在玻爾訪問杭州期間,王淦昌與束星北和他討論了許多物理問題。王淦昌曾問他是什麼原因引起了宇宙線中的簇射現象。玻爾回答說這個問題已經搞清楚了。這種現象是由電磁相互作用引起的。從1927年到1937年,玻爾和愛因斯坦已就量子力學的詮釋問題進行長達十年的爭論,其間1927、1930、1935是三次高潮。在杭州,束星北直截了當地問玻爾對這場大論戰持什麼看法。玻爾直率地回答,在這個問題上,他是對的,而愛因斯坦的想法不對。40多年後對量子“糾纏態”的實驗確認,證明玻爾確實是對的。
5月25日上午8時,玻爾一家乘火車去上海,何增祿、王淦昌、束星北陪送至長安站告別。玻爾一家在上海進午餐和晚餐,晚12時,坐火車去南京;丁燮林到車站與玻爾告別。
5月26日(星期三)早晨,玻爾一家到達南京。中央研究院祕書王毅候和國立中央大學周教授(可能是周同慶)到車站迎接。中央研究院院長蔡元培在5月24日就留下了一封歡迎信,說明因自己不在南京,爲不能到車站歡迎您深感遺憾,並希望玻爾在南京的短暫停留愉快。
在南京期間,玻爾在中央大學科學館作了題爲“原子核”的講演,在中央大學講了“原子物理中的因果性”,遊覽了明孝陵和中山陵,參觀了中央研究院幾個研究所,出席了若干活動,與國立中央大學校長羅家倫、中央研究院歷史語言研究所的趙元任教授等進行了交流,並訪問了金陵女子學院。
5月28日玻爾夫婦與公子於上午7時45分乘火車離開南京赴北平。
5月29日(星期六)下午1時55分,玻爾一行到達北平前門車站,受到清華大學理學院院長吳有訓(正之)、北京大學理學院院長饒毓泰(樹人)、北平研究院院長李書華、中華教育文化基金會幹事長孫洪芬等文化教育界著名人士的熱烈歡迎。下榻北京飯店501房間。下午遊了北海公園。
5月30日上午9時,吳有訓陪同玻爾夫婦與公子游了天壇,午餐後,又陪他們遊覽了故宮。晚7時,國立清華大學、中華文化教育基金董事會、國立北平研究院、國立北京大學聯合宴請玻爾夫婦與公子,座設鬆公府北大教職員俱樂部。
5月31日,上午10時,北大饒毓泰教授陪同玻爾一家遊覽景山。下午3時,玻爾在北大理學院講演廳作題爲“原子核”的講演。在講演前,玻爾參觀了北大物理實驗室。在該室吳大猷、鄭華熾等人做了研究拉曼效應的光譜實驗,並在測量“苯”的光譜時發現了兩條很相近的譜線,一條強度大,而一條卻很弱。當玻爾看到光譜照片時,對我國物理學家能在當時條件下拍好需要幾百小時的曝光時間才能拍下的照片表示十分讚賞。講演以後在花園中飲茶喝咖啡。然後與北大校長蔣夢麟夫婦以及中國的物理學家、數學家等合影。
從6月1日到6月6日,玻爾遊覽了故宮、頤和園、十三陵、長城等名勝古蹟。在吳有訓陪同下,參觀了清華大學趙忠堯和霍秉權的實驗室,在梅貽琦校長家中用餐。他還參觀了北平研究院、靜生生物調查所、國立北平圖書館等機構,在北大理學院作有關“原子物理中的因果性”的講演,參加了中國科學界、教育界、文化界舉辦的若干活動,與衆多科學文化界人士曾昭掄、熊慶來、洪謙等進行了交流。
6月7日(星期一)上午10時,玻爾在北大又作一次非正式講演並參加討論,之後玻爾夫婦與公子一起被邀到北大校長蔣夢麟家中用午餐。晚上,玻爾一家乘火車去山海關,再轉乘火車赴蘇聯。
在玻爾來華前在美國時,柯達膠捲公司送他一部小電影機和彩色電影膠捲(當時還是試用的非賣品)。玻爾在瀘杭路的火車上,在杭州遊覽西湖、岳墳、靈隱寺時,在南京遊覽明陵和中山陵時,在北平遊覽十三陵時,拍了沿途風光。在北平還拍了用花轎迎親的場面。特別珍貴的是,影片記錄了浙江大學何增祿、王琻昌、束星北三教授在浙江長安車站翹首送別,依依不捨的情景。這可能是在中國拍攝的最早一部彩色電影(現存丹麥玻爾文獻館)。
在玻爾訪問上海、杭州、南京、北平期間,上海《大公報》、杭州《東南日報》、南京《中央日報》、北平的《晨報》都有所報道。在玻爾離開中國以後,1937年7月1日出版的《學藝》雜誌第16卷第3號,發表了戴運軌的“Bohr教授的講演”和石延漢的“波爾(NilesBohr)氏和量子論”兩篇文章。戴運軌的文章稱玻爾是“20世紀原子物理學的開拓者”,並介紹了玻爾在南京中央大學的兩次講演。石延漢的文章稱玻爾是“世界今日最大的物理學家之一”。
玻爾離開北平後一個月,就發生了盧溝橋事件,中國進入了8年艱苦卓絕的抗日戰爭以及後來的3年國內戰爭。在此期間,玻爾與中國聯繫不多,有交往的僅有張宗燧(物理學家,哲學家張東蓀的兒子)、胡寧(物理學家)、羅忠恕(華西大學文學院院長、聯合國教科文組織哲學顧問)等幾位學者。特別是張宗燧,他在玻爾研究所工作時間最長,與玻爾交往最久,和玻爾一家建立了深厚的、感人的友誼。
人物評價
作爲一位科學思想家,玻爾所以有這麼驚人的吸引力,在於他具有大膽和謹慎這兩種品質的難得融合;很少有誰對隱祕的事物具有這一種直覺的理解力,同時又兼有這樣強有力的批判能力。他不但具有關於細節的全部知識,而且還始終堅定地注視着基本原理。他無疑是我們時代科學領域中最偉大的發現者之一。(愛因斯坦評)
玻爾成了丹麥的驕傲,全國廣泛舉行了慶祝他誕辰60週年和70週年的活動。在慶祝他60週年誕辰時,爲他建立了40萬克朗的獨立基金,以便他用來鼓勵各種研究活動。在祝他70週年誕辰時,國王授予他丹麥一級勳章,政府和科協會決定設立鑄有他頭像的玻爾金質獎章,用來獎勵那些有卓越貢獻的現代物理學家。
玻爾在暮年時,仍然積極參加組織活動和社會活動,爲鞏固各國科學家的國際合作而到處奔波,直到1962年11月18日與世長辭。
從此,人們失去了一位天才的科學家和思想家,一位爭取世界和平和各國人民相互諒解的戰士,一位純樸、誠實、善良和平易近人的全人類的朋友。世界上許多國家的有關機構給丹麥皇家科學協會發來了無數唔電、信函,沉痛悼念這位科學巨人。
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