NIELS BOHR lebte in der Zeit, in der die klassische Physik vollendet wurde und sich die Quantenphysik und die Atomphysik zu entwickeln begannen. Es war eine Zeit erheblicher Umbrüche in der Wissenschaft, aber auch in der Gesellschaft.
Kindheit, Jugend und Ausbildung
NIELS BOHR wurde am 7. Oktober 1885 in Kopenhagen als Sohn eines Professors
für Physiologie geboren. Sein Vater war naturwissenschaftlich sehr
vielseitig interessiert, wissenschaftliche Gespräche gehörten
in der Familie zum Alltag. Der zwei Jahre jüngere HARALD BOHR wurde
ein bekannter Mathematiker.
NIELS BOHR war ein sehr guter Schüler: Ab 1903 studierte er in Kopenhagen
Physik und zeichnete sich auch als Student durch ausgezeichnete Leistungen
aus. So erhielt er z. B. 1906 eine Goldmedaille der Königlich Dänischen
Akademie der Wissenschaften für eine experimentelle Arbeit über
die Oberflächenspannung des Wassers. Dies blieb seine einzige größere
experimentelle Arbeit. Später arbeitete er nur noch theoretisch.
BOHR war immer sehr vielseitig interessiert. Schon als Student hörte er neben Vorlesungen in Physik und Mathematik auch solche über Logik, Erkenntnistheorie und Philosophie. Dieses Interesse schlug sich später in vielen seiner Arbeiten nieder. In seiner Jugend war er ein begeisterter Fußballspieler. Sein Bruder war sogar Mitglied der dänischen Olympiamannschaft von 1908. 1922 soll eine dänische Zeitung berichtet haben, dem "berühmten Fußballspieler" N. BOHR sei der Nobelpreis für Physik verliehen worden.
Tätigkeit als Wissenschaftler
1911 promovierte BOHR mit einer Arbeit über die Theorie der freien
Elektronen in Metallen. In dieser Arbeit zeigte er, dass die magnetischen
Eigenschaften mit der klassischen Physik nicht ausreichend beschrieben
werden konnten. Anschließend ging er zu einem längeren Studienaufenthalt
nach England, zunächst zu J. J. THOMSON nach Cambridge an das berühmte
Cavendish-Laboratorium, dann nach Manchester zu ERNEST
RUTHERFORD (1871-1937). Mit ihm war BOHR bis zu RUTHERFORDs Tod
freundschaftlich verbunden.
BOHR studierte die Vorstellungen RUTHERFORDs vom Atombau,
insbesondere auch das rutherfordsche
Atommodell. Danach war ein Atom eine Art kleines Planetensystem,
in dem negativ geladene Elektronen um den positiv geladenen Atomkern kreisen.
BOHR war der Meinung, dass zur Beschreibung und Erklärung atomarer
Vorgänge die klassische Physik nicht ausreicht, dass die Quantenphysik
dazu benötigt wird.
Im Herbst 1912 wurde BOHR Assistent an der Universität Kopenhagen.
Das bohrsche Atommodell
BOHR beschäftigte sich intensiv weiter mit dem Problem des Atombaues
und sandte im März 1913 den ersten Teil seiner weltberühmten
Arbeit "Über den Aufbau der Atome und Moleküle" an
RUTHERFORD. Noch im gleichen Jahr erschien die Arbeit in der führenden
Zeitschrift "Philosophical Magazine" und erregte großes
Aufsehen in der Fachwelt, weil sie mit den Denkgewohnheiten der klassischen
Physik brach. BOHR stellte in dieser Arbeit ein Atommodell vor, das wir
heute als bohrsches Atommodell kennen (Bild 2) und in dem er Vorstellungen
der klassischen Physik mit denen der Quantenphysik verband.
mithilfe dieses Modells konnte man die Eigenschaften verschiedener Elemente
voraussagen und erklären, warum Atome nur Licht bestimmter Frequenz
aussenden.
1916 erhielt BOHR eine Professur an der Universität Kopenhagen, 1920 richtete man für ihn einen Lehrstuhl für theoretische Physik ein und 1921 erhielt er ein eigenes Institut für Theoretische Physik. Dieses wurde zum "Mekka der Atomforscher aller Länder". Es galt in der ganzen Welt als hohe Auszeichnung und als Nachweis von Qualität, wenn jemand einige Zeit an diesem Institut gearbeitet hatte. Viele führende Wissenschaftler hielten sich dort auf. 1922 wurden die Leistungen von NIELS BOHR durch die Verleihung des Nobelpreises anerkannt.
Weitere wissenschaftliche Leistungen
Neben Problemen des Atombaus beschäftigten BOHR auch immer erkenntnistheoretische
Fragen. So entwickelte er 1918 das Korrespondenzprinzip.
Es besagt, dass die Quantentheorie mit der klassischen Theorie in Übereinstimmung
gebracht werden kann, mit ihr "korrespondiert". Die Quantenmechanik
muss für den Grenzfall großer Massen oder großer Bahnabmessungen
in die klassische Mechanik übergehen.
1927 entwickelte BOHR ein weiteres Prinzip, das er als Komplementaritätsprinzip
bezeichnete. Es ermöglicht eine widerspruchsfreie Deutung quantenmechanischer
Erscheinungen. BOHR selbst formulierte:
"Die Begriffe Teilchen und Welle ergänzen
sich, indem sie sich widersprechen; sie sind komplementäre Bilder
des Geschehens."
In den dreißiger Jahren widmete sich BOHR verstärkt Fragen
der Atomphysik. So entwickelte er z.
B. 1939 zusammen mit dem US-amerikanischen Physiker WHEELER eine Theorie
der gerade entdeckten Kernspaltung.
Seine letzte Schaffensperiode
Nach der Besetzung Dänemarks durch die deutsche Wehrmacht im Jahre
1940 blieb BOHR zunächst in Kopenhagen. Erst 1943 floh er unmittelbar
nach einer Information über eine bevorstehende Verhaftung in einer
abenteuerlichen Nachtfahrt in einem Fischerboot zunächst nach Schweden.
Später kam er über England in die USA und arbeitete dort als
Berater beim Bau der Atombombe mit.
Der Einsatz dieser Bombe 1945 in Hiroshima und Nagasaki hat ihn tief erschüttert.
Nach seiner Rückkehr nach Kopenhagen 1945 kämpfte BOHR leidenschaftlich
gegen den Bau von Atomwaffen.
Neben einer großen Zahl von Fachveröffentlichungen hat BOHR
auch zahlreiche Arbeiten zu erkenntnistheoretischen und philosophischen
Problemen der Physik verfasst. Bereits 1931 erschien die erste Sammlung
derartiger Publikationen in deutscher Sprache mit dem Titel "Atomtheorie
und Naturbeschreibung".
BOHR war glücklich verheiratet. Er hatte sechs Söhne, einer
wurde ebenfalls ein anerkannter Kernphysiker und wurde ebenfalls mit dem
Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.
Hoch geehrt durch Auszeichnungen und Mitgliedschaften in wissenschaftlichen
Gesellschaften der Welt, starb BOHR am 18. November 1962 in Kopenhagen.