26歲的他初來到劍橋,碰一鼻子灰,後來成為哥本哈根學派創始人!

1885年10月7日,尼爾斯·玻爾出生于丹麥哥本哈根,哥本哈根是丹麥王國的首都,是最大的城市以及最大的港口,同時也是北歐最大的城市,世界著名的國際大都市。玻爾出生於一個非常富有的家庭,他的父親克里斯丁·玻爾是哥本哈根大學的生理學教授,曾經兩次獲得諾貝爾醫學獎的提名,玻爾的母親來自於一個非常富裕的大家族,她的父親也就是玻爾的外公是當地有名的政客、銀行家,總體來說,玻爾當時的家庭條件屬於丹麥最富裕的階層。

玻爾(右)和他的弟弟

優渥的家庭條件給玻爾帶來了良好的教育,1903年玻爾進入哥本哈根大學數學和自然科學系攻讀物理學。那時候,丹麥的國家科學院每年都會組織一次大學生知識競賽,有一年的物理考題是測量液體的表面張力,由於玻爾的父親在哥本哈根大學當教授,所以玻爾可以利用他父親實驗室的條件進行實驗,他根據實驗創作的論文很有價值,因此,1907年玻爾以有關水的表面張力的論文獲得丹麥皇家科學文學院的金質獎章。

玻爾的手跡

1909年,玻爾獲得哥本哈根大學的科學碩士學位,1911年獲得哥本哈根大學的哲學博士學位。由於他父親的關係,在1911年這一年他獲得了一項由嘉士伯啤酒公司提供的獎學金,可以出國遊學一年,玻爾選擇的是英國。1911年9月份,26歲的玻爾走進卡文迪許實驗室,卡文迪許實驗室當時的主管正是大名鼎鼎的有著現代電子理論泰斗之稱的湯姆森,不過玻爾在卡文迪許實驗室的經歷並不愉快,這裡也就是本文講述的重點。

玻爾與他的妻子

事情是這樣的,1911年玻爾取得的博士學位,他當時所寫的論文便是金屬電子論,在那個時代,由牛頓創立的經典物理學大廈正處在風雨飄搖的階段,愛因斯坦、普朗克等科學家已經觸碰到了量子物理的大門,當時的玻爾雖然年輕,也感覺到經典物理學已經無法描述原子的某些現象了,必須要創造一種新的理論來適應這種微觀層面,於是他懷揣著自己的理論來到英國劍橋,來到卡文迪許實驗室,想和自己的偶像湯姆森進行交流研究。

湯姆森是何許人也?湯姆森在1904年提出:原子是由帶正電的顆粒和帶負電的電子組成,也就是著名的葡萄乾蛋糕模型,他把電子看成是葡萄乾,相互均勻的分佈在原子內部。而且,更重要的是1906年湯姆森還因為在氣體導電方面的理論和實驗研究獲得了諾貝爾物理學獎,所以湯姆森在當時英國學術界的地位還是非常高的。

湯姆森

玻爾發現湯姆森的原子模型有很多不合理的地方,解釋不了目前已經發現的現象,於是玻爾就來到卡文迪許實驗室想和湯姆森交流自己的看法,並指出原有的由湯姆森提出的原子模型不合理的地方。湯姆森,諾貝爾物理學獎獲得者,湯姆森在英國是一位大家都知道的天才人物,特別是在英國劍橋的學術圈子裡,更是權威的代表。而這位26歲的年輕人,在第一次見到這位天才人物時就“莽撞”的指出他的錯誤,湯姆森並沒有理會他。玻爾發現這位大物理學家喜歡向大家顯示他的天才,對自己的這個理論並不會感興趣,這讓玻爾很失望,他原本以為來到這裡能夠得到這位天才物理學家的幫助,沒想到卻遭遇瞭如此的冷落。

玻爾與盧瑟福一家人聚會

倫敦的皇家學會拒絕了玻爾的投稿,皇家學會的期刊也不接受玻爾在上面發表關於原子模型的論文,玻爾心灰意冷,1911年11月,他就去了曼徹斯特,加入了盧瑟福的研究團隊,當時盧瑟福已經提出了電子繞原子核運動的行星式原子模型,對於這個模型,玻爾很受啟發,經過在盧瑟福的研究團隊中兩年的研究,1913年玻爾也提出了自己的原子模型,也就是電子圍繞原子核進行軌道運動的模型,引入了電子在原子核外的量子化軌道,解決盧瑟福的原子模型中原子結構的穩定性問題。

1921年,玻爾創立哥本哈根大學理論物理研究所,深入研究量子力學。這個哥本哈根大學的理論物理研究所吸引了一大批傑出的物理學家,這其中有不少都是後來的量子力學大佬,有9位獲得諾貝爾物理學獎,這也就是後來的哥本哈根學派。

回想過往,當時的湯姆森也正是因為自己的傲慢,錯失了這樣一位比自己還要天才的物理學家,所以這告訴了我們一個道理:無論達到怎樣的高度,謙虛都是必要的。

玻爾與愛因斯坦

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