Niels Bohr se narodil vKodani do kultivované a intelektuálně založené rodiny se třemi dětmi. Jeho otec Christian Bohr byl profesoremfyziologie nakodaňské univerzitě a také fotbalovým trenérem. Své dva syny vedl ke vzdělání i ke sportu.[6] Nielsův mladší bratrHarald se stal uznávaným matematikem a byl členem reprezentačního fotbalového týmu. Nejstarší ze sourozenců byla Jenifer. Matka Ellen, rozená Adlerová, pocházela z bohaté rodiny židovského bankéře.[7][8]
Niels Bohr v letech 1903–1911 studoval nakodaňské univerzitě, nejprvefilozofii amatematiku, později se zaměřil nafyziku. Jako student dostal v roce 1907 cenu Královské dánské akademie věd za vyřešení úlohy týkající se povrchového napětí kapalin.[8][6] Studium ukončil dizertační prací na témaVýzkum elektronové teorie kovů, při jejímž zpracování se Bohr poprvé setkal se závěry německého fyzikaMaxe Plancka okvantové teorii záření. Po získání doktorátu získal stipendium od majitele pivovaruCarlsberg Carla Christiana Jacobsena, aby si doplnil vzdělání vAnglii. Pracoval několik měsíců v Cavendishově laboratoři vCambridge a od roku 1912 pobýval v na univerzitě vManchesteru uErnesta Rutherforda. Zabýval se studiemradioaktivity a své poznatky formuloval v teoretické práci na téma absorpcealfa záření. Přišel také s teorií, že fyzikální a chemické vlastnosti každého prvku je možné popsat jediným celým číslem, které vyjadřuje náboj jádra jako celočíselný násobek elementárního náboje. Na základě Rutherfordova objevuatomového jádra a s využitímPlanckovy aEinsteinovykvantové teorie sestavil teoretickýkvantový model atomu vodíku.[9] Své teorie publikoval Bohr v červenci, září a listopadu 1913 ve třech článcích s názvemO konstituci atomů a molekul v časopisePhilosophical Magazine.[8][10]
Niels Bohr a Margrethe Nørlund během zásnub, 1910
V roce 1912 se oženil s Margrethe Norlundovou, dcerou lékárníka. V dlouholetém šťastném manželství se jim narodilo 6 synů, dospělého věku se dožili čtyři. Všichni byli úspěšní ve svých povoláních,[7] jeden z nich získal v roce 1975 Nobelovu cenu za fyziku –Aage Bohr.[11] Nielse Bohra pojilo silné přátelství sErnestem Rutherfordem, proto nejmladšího ze svých synů pojmenoval po svém příteli.[12] Ernest David Bohr se nestal vědcem, ale právníkem a současně úspěšným hráčem pozemního hokeje.[13]
V roce 1916 byl jmenován profesorem teoretické fyziky nauniverzitě vKodani a od roku 1921 vedl nově zřízený Ústav teoretické fyziky, který se mu podařilo vybudovat s velkým osobním nasazením a pomocí nadaceCarlsberg.[6] Ústavem prošli téměř všichni významní fyzikové první poloviny 20. století a Kodaň se stala centrem vznikající kvantové fyziky (tzv. kodaňská škola). Její žáci šířiliinterpretaci kvantové mechaniky založenou na statistickém popisu přírodních jevů. Pro vývoj tohoto oboru moderní fyziky byly důležité Bohrovy myšlenky, známé jakoprincip korespondence aprincip komplementarity, který představil v roce 1927 na Solvayské konferenci o kvantové mechanice vBruselu.[7][8] Bohr jako schopný manažer se staral o ekonomický i administrativní chod ústavu, který řídil s přerušením v době války až do své smrti. Z jeho školy vyšli mnozí pozdější nositeléNobelovy ceny, mezi nimi např.Werner Heisenberg,Wolfgang Pauli,Paul A. M. Dirac,Felix Bloch,Lev Davidovič Landau, Bohrův přítelGeorge de Hevesy a nakonec i Bohrův synAage. On sám získal Nobelovu cenu za fyziku za výzkum atomové struktury v roce 1922.[5]
Ve 30. letech se začal více zabývatjadernou fyzikou.[6] Zavedl model složeného jádra a rozvinul tzv.kapkový model atomového jádra.[14][8] Dále se zabýval také štěpením jádrauranu a souvisejícími procesy. Od roku 1932 obýval Bohr s rodinou bývalou vilu rodiny Jacobsenových, kterou majitelé pivovaruCarlsberg odkázali dánské vědě. Bohrovi zde přijímali význačné světové vědce i politiky.[6] V současné době je vila využívána jako Carlsberská akademie.
Po nástupuHitlera a zavedenírasových zákonů v Německu vynakládal Bohr mimořádné úsilí na pomoc vědcům ohrožovanýmnacismem ať už z rasových nebo politických důvodů. Jeho ústav poskytl útočiště mnohým z nich a stal se přestupní stanicí na cestě doUSA čiAnglie.[7][10] Spolu se svým bratrem se zasloužil o vytvoření dánského výboru na podporu vypuzených duševně pracujících a pomáhal jim získat práci.[6] Na žádost svého příteleMax von Laueho uschoval v kodaňském ústavu jeho zlaté medaile (zaNobelovu aPlanckovu cenu), protože před válkou byly vNěmecku zabavovány drahé kovy. Když pak Němci obsadiliDánsko, Bohr s maďarským chemikemGeorgem Hevesym medaile rozpustili vlučavce královské a ponechali je v láhvi v tekutém stavu. Po válce pak zlato z roztoku vyloučili a poslali doStockholmu ke zhotovení nové medaile.[8]
Bohr a Heisenberg během konference v Kodani, 1934
V roce 1939 byl Bohr jmenován prezidentem královské dánské akademie věd a tuto funkci vykonával až do konce života.[6][7] V r. 1941 došlo vKodani ke známému setkání Bohra sHeisenbergem, které se stalo předmětem mnoha dohadů a bylo námětem divadelní hry anglického dramatikaMichaela Frayna s názvemKodaň. Událost je zHeisenbergova pohledu popsána také v knize rakouského spisovateleRoberta JungkaJasnější než tisíc Sluncí, která vyšla v roce 1956.[7] Pookupaci Dánska Bohrovi hrozilo zatčení pro jeho židovský původ. Za dramatických okolností uprchl do neutrálníhoŠvédska, když se spolu s bratrem a svými rodinami přepravili v malé lodi přes průlivÖresund. ZeŠvédska byl převezen doAnglie ve stísněném bombovém prostoru britského stíhacího letadla až upadl do bezvědomí.[8] Odtud pokračoval doUSA, kde se podílel jako poradce na vývoji atomové bomby. Už během války protestoval proti válečnému zneužití atomové energie u prezidentaRoosevelta a premiéraWinstona Churchilla. Navrhoval jim, aby se na poznatcích o vývoji jaderných zbraní podílel takéSovětský svaz, aby se zamezilo soutěži ve zbrojení. Až do své smrti se angažoval pro mírové využití jaderné energie a přísnou kontrolu zbrojení. Svou představu formuloval již ve svém pamětním spise proOSN z roku 1950.[6] V roce 1952 se podílel na založeníEvropské organizace pro jaderný výzkum (CERN).[8]
Vrátil se doDánska a pokračoval ve své vědecké i manažerské činnosti v činnosti Ústavu teoretické fyziky. V roce 1947 mu byl udělen nejvyšší dánský rytířskýŘád slona. V roce 1955 se vzdal místa profesora fyziky na univerzitě a na jeho místo nastoupil synAage. Poslední léta se zabýval značnou měrou vývojemmolekulární biologie.[7] Bohr napsal i přednesl mnoho příspěvků k tématůmbiologie,filosofie,psychologie agnozeologie. Až do své smrti pokračoval v publikační činností. Nejslavnější jsou publikované Bohrovy fyzikálně-filosofické diskuse sEinsteinem.[15] Další filozoficky zaměřenou publikací je napříkladUnity of Knowledge (Jednota poznání), vydaná roku 1955 vNew Yorku. Zemřel nainfarkt 18. listopadu 1962 vKodani. Pochován byl do rodinného hrobu na hřbitově Assistens Kirkegård v kodaňském Nørrebro.
Bohr patřil k nejvýznamnějším a nejrespektovanějším učencům své doby. Byl členem mnoha vědeckých společností a výborů, jak dánských, tak zahraničních. Byldoktorem honoris causa na sedmnácti vysokých školách, například vCambridgi,Manchesteru,Oxfordu,Paříži,Harvardu.[6] Jeho bysta je předkodaňskou univerzitou. Jeho jménem jsou pojmenovány různé instituce, především Institut teoretické fyziky vKodani nebowashingtonská Knihovna Nielse Bohra zaměřená na historii fyziky.[7]
Jeho jménem byl nazván silně radioaktivní prvek s protonovým číslem 107 –bohrium (Bh).[8] Je po něm pojmenován i kráter naMěsíci a planetka (3948)Bohr.[7]
Bohrův model atomu s naznačeným Balmerovým přechodem z n=3 na n=2
V roce1913 Bohr vyvinul na základě představErnesta Rutherforda (model atomu s jádrem) a kvantové hypotézy (energie záření probíhá po určitých "žmolcích", kvantech)Maxe Plancka, již rozvinul dáleAlbert Einstein, tzv.Bohrův model atomu (první kvantový model atomu). V roce1918 model rozšířil oprincip korespondence (nárok kvantové teorie být racionální generalizací klasické teorie), čímž se mu podařilo svou teorii prosadit (dnes označovaná jako starší kvantová teorie). V roce 1920 založil Ústav teoretické fyziky v Kodani, jehož byl celoživotním ředitelem. Roku1921 teoreticky vysvětlilperiodickou soustavu prvků na základě svého modelu atomu rozšířenéhoArnoldem Sommerfeldem.
Roku1927 ve spolupráci zejména sWernerem Heisenbergem předběžně ukončili vývoj kvantové teorie vznikem tzv. kodaňské školy kvantové teorie. Po náročných diskusích na přelomu roku 1926 a 1927 nakonec Heisenberg souhlasil s Bohrovým názorem, že atomové jevy nabývají jakčásticových, tak vlnových vlastností, tj. mají duální charakter. S tzv. dualismem přišel na počátku století již Albert Einstein pro záření (světlo) a Louis de Broglie ve dvacátých letech pro hmotu (například elektrony). Heisenberg původně "nesnášel" E. Schrödingerovu vlnovou mechaniku (1926) a Schrödinger naopak "nesnášel" částicové pojetí přírody, tzn. Heisenberg-Born-Jordanovu maticovou mechaniku (1925), Heisenbergovy relace neurčitosti (1927) a M. Bornovu pravděpodobnostní interpretaci vlnové mechaniky (1926), Schrödinger věřil na hmotné vlnění. Kodaňská škola též zahrnujeBohrův princip komplementarity (Bohr pojem princip nepoužíval). Jevy v mikrosvětě jsou neurčité, nelze při jejich pozorování striktně rozlišit a kontrolovat to, co patří na stranu pozorovatele či měřicích přístrojů a co na stranu měřeného jevu či částice (jedná se o nekontrolovatelné interagující systémy). Je proto nutné mikroskopické jevy vysvětlovat nikoli po vzoru klasické fyziky a tradičního subjekt-objektového rozlišení, ale na základě výsledků výlučných experimentů a protikladných nebo neslučitelných popisů, jež se pro vyčerpávající a smysluplný popis zkoumaného jevu musí rovnocenně doplňovat. Bohr tento komplementární epistemologický rámec posléze aplikoval například v psychologii, antropologii, theologii a biologii.
V roce1935 se začal zabývat jadernou fyzikou. Zavedl modelsloženého jádra a rozvinul tzv.kapkový model jádra atomu. V roce1939 spolu s jinými fyziky objevil pro praxi významné procesyštěpení jádrauranu. S Johnem A. Wheelerem o tom napsali významný článek Mechanismus jaderného štěpení, který vyšel v den vypuknutí druhé světové války, 1. září 1939 (Phys. Rev. 56, 426). V letech1943 až1945 žil v emigraci vUSA, kde byl zapojen do projektu Manhattan.
rytířŘádu slona –Dánsko, 17. října 1947 – udělil králFrederik IX., ačkoliv byl řád obvykle určen pouze pro příslušníky královských rodin a hlavy států. Král udělení odůvodnil tak, že nevyznamenává pouze Bohra osobně, ale dánskou vědu obecně.[16][17]
↑ab The Nobel Prize in Physics 1922.NobelPrize.org [online]. [cit. 2019-08-01].Dostupné online. (anglicky)
↑abcdefghiCODR, Milan; ČERNÝ, Jiří.Přemožitelé času sv. 3. 1. vyd. Praha: Mezinárodní organizace novinářů, 1987. Kapitola Niels Hendrik David Bohr, s. 60–64.
↑abcdefghiKRAUS, Ivo.Fyzika v kulturních dějinách Evropy (Atomový věk). 1. vyd. Praha: ČVUT, 2010.ISBN978-80-01-04546-6. Kapitola Kodaňská škola kvantové fyziky (Niels Bohr), s. 101–110.
↑ Niels Bohr - kvantový model atomu vodíku | životopis.www.converter.cz [online]. [cit. 2019-07-31].Dostupné online.
↑ The Nobel Prize in Physics 1975.NobelPrize.org [online]. [cit. 2019-07-31].Dostupné online. (anglicky)
↑BAJEROVÁ, J. „Otec atomu“ Niels Bohr byl v mládí schopný fotbalista, později pomáhal s atomovou bombou.Elektrina.cz [online]. 2018-08-24 [cit. 2019-11-21].Dostupné online.
Filip Grygar, Komplementární myšlení Nielse Bohra v kontextu fyziky, filosofie a biologie, Červený Kostelec, Nakl. P. Mervart, 2014.ISBN978-80-7465-113-7
Lubomír Sodomka, Magdalena Sodomková, Nobelovy ceny za fyziku, Praha : SET OUT, 1997.ISBN80-902058-5-2
KRAUS, Ivo.Fyzika v kulturních dějinách Evropy (Atomový věk). 1. vyd. Praha: ČVUT, 2010. 307 s.ISBN978-80-01-04546-6.
_2Class_BAR.svg)
