نيلز (هنريك ديفيد ) بور (بالدنماركية: Niels Henrik David Bohr؛ (النطق الدنماركي: [ˈnels ˈboɐ̯ˀ]؛ عاشسبعة أكتوبر 1885 - 18 نوفمبر 1962 ) فيزيائي دانماركي يهودي لامع أسهم بشكل بارز في صياغة نماذج لفهم البنية الذرية إضافة إلى ميكانيكا الكم وخصوصا تفسيره الذي ينادي بقبول الطبيعة الاحتمالية التي يطرحها ميكانيكا الكم، يعهد هذا التفسير بتفسير كوپنهاگن، كما كان رئيس لجنة الطاقة الذرية الدنماركية ورئيس معهد كوپنهاگن للعلوم الطبيعية النظرية. حصل عام 1922 على جائزة نوبل في الفيزياء عن نموذجه للذرة الذي بيّن فيه حتى النواة في المركز ومن حولها تدور الإلكترونات في مسالك دائرية كالنظام الشمسي.

كان رئيس لجنة الطاقة الذرية الدنماركية ورئيس معهد كوپنهاگن للعلوم الطبيعية النظرية، حصل على الدكتوراه في الفيزياء عام 1911، ثم سافر إلى جامعة كمبردج حيث أكمل دراسته تحت إشراف العالم طومسون الذي اكتشف الإكترون، وبعدها انتقل إلى مانشستر ليدرس على يد العالم إرنست رذرفورد مكتشف نواة الذرة، وسرعان ما أهتدى بور إلى نظريته عن بناء الذرة. ففى 1913 نشر بور درس تحت عنوان: عن تكوين الذرة والجسيمات في المجلة الفلسفية، ويعتبر هذا البحث من العلامات في فهم الفيزياء. تزوج بور عام 1912 وكان له خمسة أولاد.

السيرة الذاتية

ورث بور أهتمامه بالعلوم عن أبيه، كريستيان بور، الذي كان أستاذ الفيزيولوجية في جامعة كوپنهاگن. انتسب بور بعد إتمام دراسته الثانوية إلى جامعة كوبنهاگن عام 1903 وأنهى الفترة الجامعية الأولى عام 1908، وصار بعدها مساعداً لأستاذ الفيزياء وباحثاً في الجامعة نفسها. وعمل بعد حتى نال شهادته الجامعية الأولى في بحوث التوتر السطحي للسوائل، ونشر في مجلة انكليزية أول درس لفت النظر إلى موهبته. ثم عمل في مجال النظرية الإلكترونية للمعادن ليحضر أطروحة الدكتوراه. نال شهادة الدكتوراة في الفيزياء عام 1911، وسافر بعدها إلى جامعة كمبردج (إنكلترا) للعمل في مخبر جوزيف جون طُمْسون (1856-1940) J.J.Thomson مستأنفاً ما كان بدأه في أطروحة الدكتوراه (النظرية الإلكترونية للمعادن). ثم انتقل إلى مانشستر Manchester في العام التالي وصار هناك تلميذ الفيزيائي البريطاني إرنست رذرفورد (1871-1937) E. Rutherford الذي كان يهتم آنذاك بفيزياء نواة الذرة، وما لبث حتى عهد إليه بإلقاء دروس في جامعة مانشستر لطلاب الطب عام 1913 ثم لطلاب الفيزياء عام 1914.

عاد بور إلى كوپنهاگن عام 1916 وعين أستاذاً في جامعتها. وفي عام 1920 أُنشئت لأجله مؤسسة الفيزياء النظرية وأصبح مديرها. وعلى بحوثه الشهيرة في هذا المضمار نال جائزة نوبل في الفيزياء عام 1922.

كان أستاذاً زائراً في جامعة پرنستون (الولايات المتحدة) عام 1939. وما كاد يعود إلى بلاده حتى اندلعت الحرب العالمية الثانية، واحتلت القوات الألمانية الدنمارك عام 1940. وفهم في 29 أيلول 1943 حتى الألمان عازمون على اعتنطقه لرفضه الإسهام في خلق قنبلة ذرية ألمانية فهرب في الليلة التي تليها إلى السويد مع زوجته على متن قارب صيد، ومن هناك استقل طائرة إلى انكلترة، ثم إلى الولايات المتحدة الأمريكية حيث عمل تحت اسم مستعار هو«نيكولاس بيكر»، مستشاراً فهمياً في مختبر سري قائم في لوس ألاموس Los Alamos يصنع القنبلة الذرية الأمريكية.

عاد إلى بلاده عام 1945 ليستأنف بحوثه في الفيزياء النظرية؛ فخصصت له حكومته قصراً للسكن مدى الحياة يليق بأمثاله من مشاهير الفهماء. توفي من جلطة دموية في شريان القلب.

نظرية بناء الذرة

وعندما وفد إلى مانشستر عثر رذرفورد قد أنجز النموذج الذري المعروف اليوم باسمه، والذي يقول بأن القسم الأعظم لكتلة الذرة مكثف في نواة مركزية ذات شحنة كهربائية موجبة وتدور حولها في أفلاك متوالية إلكترونات سالبة الشحنة عددها يساوي رتبة العنصر في الجدول الدوري لتصنيف العناصر الكيمياوية. كان نموذج رذرفورد هذا ينطوي على تناقض داخلي، على صعيد فيزياء ذلك العصر، يهدِّد فكرة هذا النموذج من أساسها. ذلك حتى الإلكترونات الدوارة لابد حتى تشع من طاقتها الذاتية خسارة متزايدة من شأنها حتى تجعل الإلكترونات تسقط على النواة في زمن وجيز جداً بحركة حلزونية، فيكون طيف إصدار الطاقة مستمراً، لا طيفاً متبتراً مؤلفاً من خطوط دقيقة منفصلة من قبيل ما تعطيه التجارب.

صب بور اهتمامه على معالجة هذا التناقض. فنشر، إبان عامي 1912 و1913 ثلاث أوراق عن هذا الموضوع معتمداً على نظرية پلانك Planck الجديدة في كموم الطاقة. وأضاف فرضية أخرى تقول بأن الإلكترونات لا يمكن حتى تتخذ لها حول النواة سوى عددٍ محدود من المدارات تقابل عدداً مساوياً من سويات الطاقة في الذرة، وأن قفزة الإلكترون من مدار إلى مدار ذي طاقة أخفض تؤدي إلى صدور فرق الطاقة محمولاً على موجة كهرمغنطيسية ذات تواتر اهتزازي يساوي فرق الطاقة مقسوماً على ثابتة بلانك. ويمتاز العنصر الكيمياوي الواحد بمجموعة تواترات محدودة خاصة به. وقد أنجز بور حساب مداراته الكمومية هذه في ذرة الهدروجين، فتبين له أنها تتفق بكل دقة مع نتائج القياسات الطيفية. فكان لهذا الاكتشاف صدى واسع، واشتهر باسم «ذرة بور»، مع ما ينطوي عليه هذا النموذج من عزم مغنطيسي إلكتروني عنصري، عهد باسم «مغنطون magneton بور» واتضح اتفاقُ قيمته المحسوبة مع القيمة التجريبية المقيسة.

تُصَوِّرُ نَظَرِيَّةُ بور الذرة من الداخل كالمجموعة الشمسية، حيث النواة في المركز والإلكترونات تدور في مدرات حولها - مع الفرق ان مدارات الكواكب تتفاوت إتـِّسـاعاً على خلاف مدرات الإلكترونات الثابتة. حصل عام 1922 على جائزة نوبل في نموذجه للذرة. ويرجع اليه الفضل في التوفيق بين نظريتي رذرفورد وماكسويل عندما بين حتى الذرة لا تشعّ في الحالة المستقرة.

الجدير بالذكر أنّ ماكسويل إعتمد على قوانين نيوتن الكلاسيكسة عند دراسته للذرة ونطق انه ≪عند تحرك جسم مشحون بشحنة حول جسم مشحون بشحنة مخالفة فإنّ الجسم يشعّ باستمرار ويصغر نصف قطر مدار الجسيم إلى ان يصطدم بالجسم الآخر≫. بتطبيق المذكور على الذرّة نجد أنّها في حالة إشعاع مستمر وسيصطدم الإلكترون حتماً بالنواه وينتهي النظام الذري.

وكان للميكانيك الموجي الذي ابتدعه لوي دي بروي L.De Broglie، ولمبدأ الارتياب الذي وضعه هايزنبرگ W. Heisenberg والذي يقول إذا ما نستكشفه من ظواهر في مضمار الذرة ليس مستقلاً عن وسائل رصده التجريبية، شأن كبير في توصل بور إلى إصدار «مبدأ التتامية» complémentarité القائل بأن الجسيم المتحرك والموجة التي تواكبه تمثلان، مظهرين متتامين لحقيقة واحدة، لا يمكن رصدهما في وقت معاً في عملية رصد واحدة. كان بور يرى في هذا المبدأ ناموساً أساسياً من نواميس الطبيعة لدرجة حتى عممه فيما بعد على البيولوجية (فهم الحياة). وبهذا الصدد كان يرى حتى الإنسان مشاهد وممثل معاً في مسرح الحقيقة الواقعية؛ وإذا شاء حتى يقتصر على المشاهدة فلا يمكنه الإسهام في العمل لأنه إذا عمل شوش ما كان يريد حتى يرصده.

ضرب بور بسهم وافر في الفيزياء النووية أيضاً. فقد اقترح عام 1933 نظرية في التفكك النووي (نموذج القطرة)، ثم طبق هذا النموذج على الانشطار النووي عام 1939، ففسر قابلية اليورانيوم 235 الكبيرة للانشطار وتنبأ بقابلية انشطار البلوتونيوم 239 قبل اكتشافها.

تطبيقات النظرية

أدت هذه النظرية إلى إلغاء جميع النظريات التي سبقتها، مما جعل ألبرت أينشتاين إلى الاعجاب بها واصفاً ايها بالتحفة الرياضية، ومن خلال هذه النظرية استطاع بور حتى يصور ذرة الهيدروجين فقد كان معروفاً وقتها حتى غاز الهيدروجين إذا ارتفعت درجة حرارته فإنه يضيء وهذا الضوء لا يضم جميع الألوان بل يتكون من لون له ذبذبات خاصة ومحددة. وبمنتهى الدقة استطاع بور ان يحدد طول الموجات لكل الألوان التي يطلقها غاز الهيدروجين، كما استطاع ان يفسر حجم الذرات لأول مرة.

جائزة نوبل

في كوبنهاجن عام 1920 افتتح معهد الفيزياء النظرية وعُيِّن بور مديراً له فانضم له عدد من الفهماء وأصبح مركزاً للإبحاث الجديدة في الفيزياء. تم قبول هذه النظرية العبقرية من الفهماء والتي استحق عليها جائزة نوبل في الفيزياء عام 1922

صعوبات

للأسف، هناك عدد من النقاط التي أغفلها بور واضعفت نظريته وهي:

1. درس على نظام ذرة الهيدروجين ابسط نظام ذري ولم يستطع تفسير طيف الهليوم.
2. افترض بمعادلاته الإلكترون جسيم مادي سالب فقط ولم يأخذ في الاعتبار حتى له خواص موجية.
3. افترض أنه يمكن تحديد مكان وسرعة الإلكترون في آن واحد وهومايستحيل فهمياً.

هذه المشاكل قابلت النظرية لكونها اقتصرت على تفسير ذرة الهيدروجين ولم تساعد الفهماء على تفسير حركة الألكترون في ذرات أثقل وزنا، ولم يستطع بور حتى يجد حلا. في عام 1925 اكتشف العالم الألماني ڤرنر هايزنبرگ وآخرون (لويس دي بروي وشرودنگر)الحل في النظرية الذرية الحديثة، مع الفهم حتى هؤلاء الفهماء درسوا في كوبنهاجن وتناقشوا كثيراً مع بور الذي شجعهم على المضى أكثر في أبحاثهم. وله محاورات في فلسفة الفيزياء مع آينشتاين وشرودنجر وهايزنبيرج.

طرائف

حصلت هذه السيرة في جامعة كوبنهاجن بالدنمارك، في امتحان الفيزياء كان أحد الاسئلة كالتالي:

كيف تحدد ازدياد ناطحة سحاب باستخدام البارومتر(جهاز قياس الضغط الجوي) ؟

الاجابة السليمة كانت بديهية وهي قياس الفرق بين الضغط الجوي على الأرض وعلى ناطحة السحاب. كانت اجابة أحد الطلبة مستفزة لأستاذ الفيزياء لدرجة أنه أعطاه صفرا دون اتمام إصلاح بقية الاجوبة واوصى برسوبه لعدم قدرته المطلقة على النجاح، وكانت إجابة الطالب كالتالي: أربط البارومتر بحبل طويل وأدليه من أعلى الناطحة حتى يمس الأرض ثم أقيس طول الخيط".

قدم الطالب تظلما لإدارة الجامعة مؤكدا حتى إجابته سليمة مائة في المائة وحسب قانون الجامعة عين خبير للبت في القضية، وأفاد تقرير الخبير حتى إجابة الطالب سليمة لكنها لا تدل على معهدته بمادة الفيزياء وقرر إعطاء الطالب فرصة أخرى وإعادة الامتحان شفاهيا وطرح عليه الحكم نفس السؤال، فكر الطالب قليلا ثم نطق: لدي إجابات كثيرة لقياس ازدياد الناطحة ولا أدري أيها أختار، فنطق له الحكم: هات جميع ما عندك، فاجاب الطالب: يمكن إلقاء البارومتر من أعلى الناطحة ويقاس الوقت الذي يستغرقه حتى يصل إلى الأرض وبالتالي يمكن فهم ازدياد الناطحة إذا كانت الشمس مشرقة، يمكن قياس طول ظل البارومتر وطول ظل الناطحة فنعهد طول الناطحة من قانون التناسب بين الطولين وبين الظلين.

إذا أردنا أسرع الحلول فإن أفضل طريقة هي حتى نقدم البارومتر هدية لحارس الناطحة على حتى يفهمنا بطولها. أما إذا أردنا تعقيد الأمور فسنحسب ازدياد الناطحة بواسطة الفرق بين الضغط الجوي على سطح الأرض وأعلى الناطحة باستخدام البارومتر. كان الحكم ينتظر الاجابة الأخيرة التي تدل على فهم الطالب لمادة الفيزياء، بينما الطالب يعتبرها الاجابة الأسوأ نظرا لصعوبتها وتعقيدها، بقي حتى تعهد حتى اسم الطالب هو"نيلز بور" وهولم ينجح فقط في مادة الفيزياء بل أنه حاز علي جائزة نوبل للفيزياء.

بور والقنبلة الذرية

استمر بور في دراسة هجريب نواة الذرة، في عام 1930 كان أول من اكتشف حتى النظائر المشعة التي ظهرت في فلق النواة هي اليورانيوم 235، مما كان لهذا الاكتشاف اثره الهام بعد ذلك. عندما احتل الألمان الدنمارك في عام 1940 قابل الكثير من الصعوبات حيث أنه كان معاد للنازية كما حتى أمه كانت يهودية فاضطر للهرب عام 1943 إلى السويد، وساعد عدداً كبيراً من اليهود على الهرب ثم سافر إلى إنجلترا ومنها إلى أمريكا وهناك ساعد في إنتاج القنبلة الذرية.

عند انتهاء الحرب عاد إلى كوبنهاجن ورأس معهد الفيزياء النظرية، وحاول جاهداً حتى يسيطر على استخدام الطاقة النووية دون حتى ينجح، حتى توفى 1962. استطاع أحد أولاده آگه بور ان يحصل على نوبل في الفيزياء عام 1975. سيبقى بور من أعظم الفهماء رغم حتى نظريته قد تجاوزتها الفيزياء الحديثة ولكن جانب منها سليماً حتى اليوم، كما أنها ساعدت على تطور الكثير من النظريات الأخرى.

نشاطات أخرى

ومن نشاطات بور الأخرى ولعه بالرياضة وكانت له شعبية كبيرة لاعب كرة قدم. ونشط إبان الحرب العالمية الثانية وبعدها للتحذير من خطر انتشار الأسلحة النووية. وحض الرئيس الأمريكي فرانكلن روزڤلت على تبادل المعلومات النووية السرية مع الاتحاد السوفيتي لايجاد ثقة متبادلة بين رأسي المعسكرين تخفف من التوتر الدولي وتحد من تفاقم سباق التسلح، وقاد حملة عنيفة تأييداً للسلام العالمي وحرية الفكر. وخط عام 1951 إلى منظمة الأمم المتحدة رسالة تندد بالأسلحة النووية وتشرح أخطارها.

تأثير كيركگارد على بور

من المسلم به حتى بور قرأ كتابات فيلسوف القرن 19 الوجودي المسيحي الدنماركي، سورن كيركگارد. ويجادل ريتشارد رودز في صناعة القنبلة الذرية The Making of the Atomic Bomb حتى بور تأثر بكيركگارد عبر الفيلسوف هارالد هوفدنگ، الذي كان متأثراً بشدة بكيركگارد والذي كان صديقاً قديماً لوالد بور. وفي 1909، أوفد بور إلى شقيقه كتاب كيركگارد مراحل في طريق الحياة كهدية عيد ميلاد. وفي الرسالة المرفقة، خط بور، "إنه الشيء الوحيد الذي أملك لأوفده للبيت؛ ولكني لا أعتقد أنه سيكون سهلاً العثور على أي شيء أفضل.... بل أني أعتقد أنه أحد أسعد الأمور التي قرأتها، على الاطلاق." استمتع بور بلغة كيركگارد وأسلوبه الأدبي، ولكنه ذكر حتى لديه بعض "الاعتراض على [أفكار كيركگارد]."

ذكراه

• He was one of the founding fathers of CERN in 1954.
• Received the first ever Atoms for Peace Award in 1957.
• In 1965, three years after Bohr's death, the Institute of Physics at the University of Copenhagen changed its name to the Niels Bohr Institute.
• The Bohr models semicentennial was commemorated in Denmark on 21 November 1963 with a postage stamp depicting Bohr, the hydrogen atom and the formula for the difference of any two hydrogen energy levels: ${\displaystyle h\nu =\epsilon _{2 -\epsilon _{1 \,$.
• Bohrium (a chemical element, atomic number 107) is named in honour of Bohr.
• Hafnium, another chemical element, whose properties were predicted by Bohr, was named by him after Hafnia, Copenhagen's Latin name.
• Asteroid 3948 Bohr is named after him.
• The Centennial of Bohr's birth was commemorated in Denmark on ثلاثة October 1985 with a postage stamp depicting Bohr with his wife Margrethe.
• In 1997 the Danish National Bank started circulating the 500-krone banknote with the portrait of Bohr smoking a pipe.

انظر أيضاً

• الفيزياء الذرية
• مناظرات بور-أينشتاين
• نصف قطر بور
• تاريخ ميكانيكا الكم
• Niels Bohr International Gold Medal
• النموذج العياري
• حين مُنـِح مرتبة الفيل من الحكومة الدنماركية، فقد صمم coat of arms which featured a ين-يانگ.
• نموذج بورs semicentennial was commemorated in Denmark on 21 نوفمبر 1963 with a postage stamp depicting Bohr, the hydrogen atom and the formula for the difference of any two hydrogen energy levels: ${\displaystyle h\nu =\epsilon _{2 -\epsilon _{1 \,$.
• بوريوم (عنصر كيميائي، برقم ذري 107) مسمى تكريماً لنيلز بور.
• الكويكب 3948 بور is named after him.
• The Centennial of Bohrs birth was commemorated in Denmark on October ثلاثة 1985 with a postage stamp depicting Bohr with his wife Margrethe.
• On September 242003 the Danish National Bank started circulating the danish five-hundred-kroner bill with the portrait of Niels Bohr smoking a pipe.
• معهد نيلز بور

الهامش

المصادر

• الخالدون المائة لـ أنيس منصور.

وصلات خارجية

مشاع الفهم فيه ميديا متعلقة بموضوع Niels Henrik David Bohr.

• Niels Bohr on the 500 Danish Kroner banknote.
• Encyclopaedia Britannica article on Niels Bohr
• Niels Bohr Archive
• Nobel Foundation: Niels Bohr
• Annotated bibliography for Niels Bohr from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
• Quantum Chemistry I Lecture - Bohr's Model of the Atom
• The Bohr-Heisenberg meeting in September 1941
• Werner Heisenberg Ausstellung: Vom Frieden zum Krieg: Kernphysik und Kernenergie