نیلس بور

دهاتی موقر و مسن از صندلی خود برخاست، کلاهش را برداشت و ادای احترام کرد. خانم، زن فیزیک دان امریکایی، گفته بود که شوهرش در مؤسسه فیزیک تئوری دانشگاه کپنهاگ مشغول مطالعه است. این جریان در تراموای برقی اتفاق افتاد؛ ادای احترام برای این خانم و شوهرش نبود بلکه به خاطر دانشمند بزرگ دانمارکی بود. می گویند که مردم دانمارک به صنایع کشتی سازی و لبنیات و هانس کریستیان آندرسن و نیلس بور افتخار می کنند.
نیلس بور در هفتم اکتبر 1885 به دنیا آمد. او پسر کریستیان بور، استاد فیزیولوژی دانشگاه کپنهاگ بود. او در خانه مادربزرگش چشم به جهان گشود. آن خانه را قصر جرج شاه می نامیدند. هنوز هم این قصر باقی است و یکی از زیباترین کاخ های اختصاصی در کپنهاگ است. نیلس دانشجوی بااستعدادی بود و در دانشگاه کپنهاگ تحصیل می کرد. در بیست و دو سالگی به علت مطالعه و تحقیق روی کشش سطوح به دریافت مدال طلا از طرف انجمن علمی دانمارک مفتخر شد. او و برادرش هارولد که می خواست روزی ریاضی دان ممتازی بشود در سراسر کشورهای اسکاندیناوی قبلاً معروفیت داشتند چون هر دو جزو بازیکنان تیم فوتبال دانمارک بودند.
بور در سال 1911 درجه دکترای خود را گرفت و ریاست آزمایشگاه کوندیش را در کیمبریج برعهده گرفت و در همان جا زیر نظر پدر الکترون، تامسن، به تحقیق پرداخت. او با سر ارنست راذرفرد همکاری می کرد و هر دو تا آخر عمر دوست یکدیگر بودند. حتی بور نام فرزندش را ارنست گذاشت و نام او را به تلفظ دانمارکی برنگرداند بلکه به همان نحو که راذرفرد نامش ارنست بود خطاب می کرد.
نیلس بور در سال 1913، تئوری اساسی خود را درباره ساختمان اتم منتشر کرد. این تئوری تا امروز گسترش و تحول یافته ولی مدل ساختمانی و ترکیب اتم بور سبب درک مسائلی در زمینه رابطه بین شیمی و الکتریسیته شد و منجر به توسعه انرژی اتمی گردید.
اتم به عنوان کوچک ترین ذره هر ماده شناخته شده که دارای خواص مشخص آن ماده می باشد. مثلاً اتم مس، نئون، اورانیوم و یا هر عنصر دیگر را می توان نام برد. از نظر تئوری می توان این مواد را به ذرات کوچک و کوچک تر تقسیم نمود. با وجود این تقسیم هر قدر هم آن ها کوچک شوند و حتی به اتم واحدی تبدیل شوند باز می توان آن ها را مس، نئون، یا اورانیوم و یا هر عنصر دیگر نامید. اما اگر اتم را تقسیم کنیم دیگر آن ماده همان عنصر قبلی نیست بلکه چیز دیگری است.
خود اتم از دو قسمت اصلی تشکیل شده است: قسمت مرکزی که هسته اتم نام دارد و اجزای جداگانه دیگر که الکترون ها هستند. در نظریه اتمی بور هسته در مرکز قرار گرفته الکترون ها در روی مدارهای دایره ای به دور هسته می چرخند. این طرح به سیستم منظومه شمسی شباهت دارد که خورشید به منزله هسته آن ها بوده سیارات نیز به دور آن در گردش هستند. اتم بی نهایت کوچک است و در حدود پانصد میلیون دانه اتم متوسط عرض صفحه کتابی را اشغال نمی کند. اما این ذره ریز دارای فضای خالی زیاد است و هسته اتم به تنهایی یک صد هزارم قطر خود اتم می باشد. الکترون ها چنان سریع به دور هسته در حرکتند که فضای خالی به نظر کاملاً پر شده می رسد.
الکترون ها که خیلی کوچک تر از هسته هستند نمی توانند برحسب تصادف به بیرون از مدار خود پرتاب شوند بلکه به مدارشان چسبیده اند. مدارها در هر دور جزئی تغییر مکان می دهند و به این ترتیب الکترون ها روی دایره ثابتی نمی مانند بلکه قشر و پوسته ای را تشکیل می دهند.
ساده ترین اتم ها، اتم هیدروژن است که سبک ترین عنصر می باشد. هسته هیدروژن دارای یک پروتون است. پروتون دارای بار الکتریکی مساوی با الکترون و مخالف آن است و پروتون دارای وزنی دو هزار برابر الکترون است. اتم هیدروژن اصولاً دارای یک مدار الکترونی است. ساده ترین اتم بعد از هیدروژن هلیم است که به گاز سبک و غیر قابل اشتعال و انفجار موسوم است. هسته هلیم دارای دو پروتون و دو نوترون می باشد. این عنصر دارای دو الکترون بوده که در مدار خودشان حرکت می کنند. اورانیوم، عنصر تکان دهنده زمین، دارای 92 الکترون است که با سرعت زیاد دور هسته می چرخند و به طور منظم در هفت قشر یا پوسته قرار گرفته اند. در هر عنصر، هسته دارای تعداد متفاوتی نوترون و پروتون می باشد و الکترون ها در داخل پوسته خود در حرکتند.
معلوم است که عبور تخلیه بار الکتریکی از گاز سبب اشتعال و روشنی آن می شود. هنگامی که الکتریسیته از گاز نئون عبور می کند نور قرمز مایل به نارنجی زیبایی از آن ساطع می شود. هر عنصر دارای یک نوع اثر نوری یا طیف نوری معینی است که از آن تولید می شود و دانشمندان با تجزیه نوع طیف نوری، که درهنگام ایجاد قوس الکتریکی در آن ماده تولید می شود، به ساختمان ماده پی می برند.
بور برای توضیح و بیان رنگ و نوری که به وسیله مواد مختلف تولید می شود از مدل اتمی خود و تئوری کوانتوم پلانک استفاده کرد. او برای پیشرفت این تئوری چنین گفت که الکترون ها با سرعت زیاد به دور هسته در روی مدارهای ثابتی می چرخند ولی هنگامی که الکتریسیته از اتمی عبور می کند الکترون ها به مدار وسیع تر دیگری پرش می کنند و دوباره به مسیر عادی خود برمی گردند. هرگاه الکترون ها از مداری به مدار دیگر بپرند نور ایجاد می گردد. بور توانست طول موج نور را با استفاده از ساختمان اتم و پرش الکترون از مداری به مدار دیگر تعیین نماید.
تئوری اتمی بور به مانند سایر نوآوری های علمی به وسیله گروه معدودی مورد پذیرش و توجه قرار گرفت. بعد از نه سال کمیته جایزه نوبل متوجه آن شد. با وجود این تأخیر، بور در سن سی و هفت سالگی جوان ترین دانشمندی بود که تا آن زمان موفق به دریافت جایزه نوبل در فیزیک شد. قبل از جایزه نوبل نیز بور دارای شهرت بود و به ریاست مؤسسه فیزیک تئوری کپنهاگ انتخاب شد.
طولی نکشید که دانشجویان و دانشمندان از سراسر جهان برای مطالعه و تحقیق به دانمارک کوچک روی آوردند. همه آنان تحت تأثیر شخصیت علمی بور قرار گرفتند.
آلبرت اینشتین درباره او گفت: «معلوم نیست که دانش ما درباره اتم بدون وجود بور تا چه پایه کم ارزش می شد. از نظر من، بور یکی از مهربان ترین همکارانی است که تا به حال دیده ام. او عقاید و افکار خود را به مانند انسانی که کورمال راه می رود با دقت و نیز تردید علمی بیان می کند نه مانند کسی که خود را متصرف حقیقت صرف می داند.»
در ژانویه1939 یک نفر یهودی اتریشی، به نام لیزه مایتنر، به همراه برادرزاده اش، اوتو فریش، که از فراریان وحشت نازی بودند و در مؤسسه نیلس بور کار می کردند، بعد از مطالعه کشفیات چند دانشمند آلمانی، به این نتیجه رسیدند که می توان هسته اورانیوم را به اجزای تقریباً مساوی تقسیم کرد. این شکافتن هسته از نظر نظامی مهم بود چون هنگامی که هسته شکافته می شود ناگهان مقادیر زیادی انرژی آزاد می گردد. در این موقع بور به امریکا رفت و با اینشتین و سایر دانشمندان ملاقات نمود. او این موضوع را با انریکو فرمی که در دانشگاه کلمبیا کار می کرد بررسی نمود. در مدت کوتاهی آزمایشگاه های جهان صحت نظریه مایتنر و فریش را تأیید کردند و از همین جا تاریخ بمب اتمی آغاز گردید.
بور به دانمارک برگشت و در مؤسسه مشغول به کار شد. در سال 1940 آلمان به دانمارک حمله و در عرض چند ساعت آن جا را اشغال کرد. آلمانی ها به اهالی دانمارک اجازه دادند که مدت چهار سال کشور خودشان را اداره کنند. آلمانی ها امیدوار بودند که با جلب همکاری اهالی دانمارک کشور آنان را به چنگ آورند ولی خیال باطلی بود چون خرابکاری و تظاهرات مردم، مهاجمان را به تنگ آورد و در سپتامبر 1944 آلمانی ها پادشاه دانمارک را زندانی کردند و ارتش را خلع سلاح نمودند. هنگامی که آلمانی ها قصد کردند که 6000 یهودی دانمارکی را نابود کنند متوجه شدند که 5000 نفر از آنان مخفیانه با کشتی و قایق به سوئد فرار کرده اند. این عمل یکی از قهرمانی ترین اعمالی بود که مردم دانمارک در آن روزگار از خود نشان دادند.
نیلس بور پسر یک مادر یهودی بود که علاوه بر خود، همسرش را نیز از چنگ نازی ها فراری داده بود. آن ها با قایق ماهی گیری به نام ستاره دریا به سوئد رفته بودند. می گویند نازی ها به خانه او رفتند و مدال طلای نوبل را نتوانستند بیابند چون آن در ماده اسیدی حل شده بود که بعد از خاتمه جنگ دو مرتبه از همان محلول، طلا را جدا کنند و دوباره مدال سازند.
خانواده بور از سوئد به امریکا رفتند و به همراه پسرشان، آگ، که فیزیک دان بود، روی پروژه اتمی «لوی آلموس» کار کردند.
پس از پایان جنگ، بور به کپنهاگ بازگشت و به مؤسسه سابق و مورد علاقه خود رفت. علاقه او به علم و صلح بود. همین که آزمایش بمب اتمی با موفقیت انجام گرفت و ویرانی ها بار آورد او تقاضا کرد که این عمل زیر نظر و کنترل یک سازمان بین المللی قرار گیرد؛ اما تقاضای او بی فایده بود. بور در سال 1955 به عنوان رئیس کمیسیون انرژی اتمی دانمارک در کنفرانس اتم برای صلح در ژنو شرکت کرد و به ریاست آن مجمع انتخاب شد. در اکتبر 1957 نیلس بور به دریافت جایزه اتم برای صلح فورد نایل آمد و مبلغ 75000دلار به او اهدا گردید. بور در زمان حیات خود بیش از هر دانشمند دیگر جایزه دریافت داشت و شاید از نظر اخذ جایزه در بین دانشمندان در تاریخ علم بی نظیر بوده است.
بور استعداد فوق العاده ای داشت و در ضمن شوخ طبع هم بود. در بحثی درباره فیزیک ذره ای چنین گفت: «ما همه قبول داریم که تئوری چندان پایه و اساسی ندارد و سؤالی که پیش می آید این است که آیا این قدر بی پایه است که نمی توان تصادفی به حقیقتی منجر شود؟ نظر خود من این است که آن قدرها بی پایه نیست.»
بور دارای سیمای مردانه و پدرانه با ابروان سپید پر پشت است و دلنشین و سریع سخن می گوید. دانشمندی ورزش دوست است و به اسکی، قایقرانی و دوچرخه سواری علاقه فراوان دارد و دارای بنیه محکمی است. او در سن پنجاه و چهار سالگی در مسابقه اسکی اسلو برنده شد.
نیلس بور در هجدهم نوامبر 1962 درگذشت.
ما نیز به مانند مرد دهاتی موقر در تراموا، کلاه خود را برداشته، به نیلس بور احترام می گذاریم؛ کسی که از نام آوران جهان علم است و با تئوری طرح ذره کوچک اتم، به تغییرات شگرف در دنیا کمک کرد.
منبع: کان، فیلیپ؛ (1389) دانشمندان بزرگ، ترجمه سید مهدی امین و عباسعلی رضایی، تهران: شرکت انتشارات علمی و فرهنگی