7. října 1885 – 18. listopadu 1962
dánský fyzik

Niels Henrik David Bohr byl synem Christiana Bohra, profesora fyziologie na Kodaňské univerzitě. Jeho mladší bratr Harald se stal uznávaným matematikem a Nobelovu cenu kromě Nielse Bohra později získal i Nielsův syn Aage. Bohrův otec byl také fotbalovým trenérem, mladý Niels fotbal závodně hrál, Harald dokonce v dánském reprezentačním dresu získal v roce 1908 stříbrnou olympijskou medaili. Niels absolvoval Gammelholvovo gymnázium s celkem dobrým prospěchem, ale neprojevoval žádné zvláštní nadání. To se změnilo až na univerzitě, kde se zapsal na fyziku.


Niels Bohr.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

V roce 1907 získal Niels za vzorné studium zlatou medaili Královské dánské akademie věd za původní práce v oblasti povrchového napětí. Doktorskou disertaci vypracoval pod vlivem objevů rentgenového záření, elektronů a alfa částic na téma Výzkum elektronové teorie kovů. 13. května 1911 ji na Kodaňské univerzitě obhájil. Během následujícího léta práci neustále přepisoval a připravoval na překlad do angličtiny pro Josepha Johna Thomsona, ke kterému po obhajobě doktorátu odešel studovat do Cavendishovy laboratoře. Po příjezdu do Cambridge ho J. J. Thomson přijal a slíbil mu, že si práci přečte. Bohr o tom nadšeně psal v dopise z 29. září 1911 svému bratrovi Haraldovi: „Právě jsem mluvil s J. J. Thomsonem a vysvětlil jsem mu, jak nejlépe jsem mohl, můj pohled na radiaci, magnetismus atd. Můžeš si představit, co pro mě znamenalo mluvit s takovýmto mužem. Byl ke mně velmi laskav, mluvili jsme o spoustě věcí a snad si myslel, že na tom, co jsem řekl, něco je. Slíbil mi, že si přečte moji disertaci a pozval mě, abych s ním příští neděli povečeřel v Trinity College, kde se mnou o práci promluví. […] Nemohu Ti říci, jak jsem šťastný a vděčný, že je překlad mé disertace hotov a mohl jsem jej předat Thomsonovi.“ [3] Situace však nebyla tak růžová a sám Bohr cítil, že pobyt v této slavné laboratoři není pro něj tím nejlepším, a proto když se během návštěvy u kamaráda v Manchesteru seznámil s Ernstem Rutherfordem, neváhal a přijal jeho nabídku a odešel do Manchesteru. K jeho rozhodnutí přispěl i fakt, že J. J. Thomson si jeho práci zřejmě vůbec nepřečetl.

Rutherford sice neměl teoretické fyziky příliš v oblibě, byl však velkým fotbalovým fanouškem, a Bohra proto přijal vřele. Bohr v květnu 1912 dostal od Rutherforda tento úkol: změřit, jak jsou bržděny částice alfa v různých materiálech. Měření měla odpovídat Rutherfordově představě atomu jako malého planetárního systému s jádrem, kolem kterého obíhají elektrony. Jenomže podle Maxwellovy teorie by se v takovém uspořádání měly elektrony velmi rychle po spirále zřítit do atomového jádra. Když chtěl porovnat výsledky svých měření s Rutherfordovým modelem, dostal se do nesnází. Někdy kolem 4. února 1913 navštívil Bohra Hans Hansen, který se intenzivně zabýval spektroskopií plynů, speciálně ho zajímaly spektrální čáry vodíku. Bohr tento jev sice znal, ale dosud o něm vzhledem k matoucímu množství čar neuvažoval. Bohr použil třicet let stará měření Johanna Balmera vzájemných vzdáleností mezi jednotlivými spektrálními čarami. „V okamžiku, kdy jsem viděl Balmerův vztah, bylo mi vše jasné“, píše Bohr. „Čáry vznikají tehdy, když elektron přeskočí z jedné kruhové dráhy na dráhu nižší. Elektrony přeskakují tam a zpět a vždy se mohou pohybovat jen na zcela určitých drahách.“ Bohr přišel s revoluční myšlenkou: elektrony se mohou pohybovat jen po určitých drahách, a nikoliv mezi nimi, energie elektronu tak nemůže nabývat libovolných hodnot. Svou teorií položil základ kvantové mechanice, na jejíž další výstavbě se později aktivně podílel. Když Bohr poslal svůj článek do Philosophical Magazine, tak Rutherford jako redaktor seškrtal kdeco. Bohr se osobně do Manchesteru vypravil a obhájil si každé slovo, každou myšlenku. Bohr nakonec vydal v červenci, září a listopadu celkem tři články s názvem O konstituci atomů a molekul. Nevzbudily téměř žádný zájem, pouze u Arnolda Sommerfelda. Bohrova teorie brzy ukázala svoje slabiny. Nedokázala vysvětlit spektra složitějších látek. Obecnější přístup vypracovali v letech 1925 až 1926 Ernest Schrödinger a Werner Heisenberg.

Od roku 1916 působil Niels Bohr v Kodani, kde v roce 1921 založil a úspěšně vedl Ústav teoretické fyziky, kterým prošli téměř všichni významní fyzici první poloviny 20. století (tzv. kodaňská škola). Bohr jako schopný manažer se staral o ekonomický i administrativní chod ústavu. Díky kodaňskému duchu (pojem od Heisenberga) nebo také komunitě pravých věřících (pojem od Pauliho) se Kodaň stala Mekkou rodící se kvantové teorie. Příkladem může být několik historek. Erwin Schrödinger se během návštěvy institutu na podzim roku 1926 s Bohrem přel o povaze atomárního dění. Jejich rozhovor byl tak intenzivní, že z něho Schrödinger vyčerpáním onemocněl a musel zůstat několik dní na lůžku v Bohrově pokoji pro hosty. James Franck se o Bohrově geniu vyjádřil tak, že v jeho přítomnosti dostal tak silné pocity méněcennosti, že už nebyl schopen pracovat. Řada studentů se dokonce naučila dánsky. Každý, kdo sem zavítal, vzpomíná na krásná léta, útulné rodinné prostředí, na něž měla určitě velký vliv i Bohrova manželka Margretha a jejich synové.

V roce 1922 obdržel Niels Bohr Nobelovu cenu za fyziku společně s Albertem Einsteinem, kterému byla udělena dodatečně za rok 1921.


Niels Bohr a Albert Einstein v domě Paula Ehrenfesta v Leidenu (cca 1925).
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

Po nástupu Hitlera a zavedení rasových zákonů v Německu vynakládal Bohr mimořádné úsilí na pomoc postiženým vědcům. Jeho ústav se stal přestupní stanicí na cestě do USA či Anglie. V roce 1940 Německo obsadilo Dánsko a Bohr sám (byl židovského původu) se ocitl v nebezpečí. V roce 1943 dramaticky prchl přes Švédsko a Anglii do Spojených států. Do Švédska přeplul se svou rodinou i rodinou svého bratra Heralda na malé lodi přes Oeresund. Ze Švédska byl Bohr přepraven letadlem v bombovém prostoru. Na jeho velkou hlavu se nevešla sluchátka, a neslyšel tedy pilotův příkaz k nasazení kyslíkové masky. Do Anglie doletěl v bezvědomí, ale bez následků. V USA se v Los Alamos podílel na vývoji atomové bomby. Od počátku si však byl vědom etických úskalí spojených s využitím atomové energie a po válce na ně veřejnost i politiky ze všech sil upozorňoval. Po válce spěchal Bohr ihned do svého ústavu, aby pokračoval ve své práci. Děs z bomby však na něm zanechal své stopy. Po založení NATO a Varšavské smlouvy napsal otevřený dopis Spojeným národům, který dokončil nadějí, že bude prosazován „se stále větši jasností a silou ve všech zemích požadavek otevřeného světa“. Bohr byl až do svého stáří zdravý a vědecky činný. Dne 17. listopadu 1962 poskytl poslední interview, odpoledne se natáhl ke krátkému odpočinku na večerní posezení s přáteli, ale už se nevzbudil.


Niels Bohr, zakládající člen CERNu, podepisuje inauguraci protonového synchrotronu 5. února 1960. Vpravo François de Rose a generální ředitel Cornelius Bakker.
Zdroj: cern.ch. Public domain.

Zdroj: commons.wikimedia.org. Public Domain.

Použité zdroje

[1] BÜHRKE, T. Převratné objevy fyziky od Galileiho k Lise Meitnerové. 1. vydání. Praha: Academia, 1999. 231 s. ISBN 20–200–0743–1.

[2] JÁCHIM, F. Místa Nielse Bohra v dějinách atomové fyziky. Matematika Fyzika Informatika: časopis pro výuku na základních a středních školách, květen 2001, roč. 10, č. 9, s. 571–573. ISSN 1210–1761.

[3] GRYGAR, F. Niels Bohr, kodaňský duch a fyzikální institut. Československý časopis pro fyziku, 2014, č. 2, svazek 64, s. 126–131. ISSN 0009–0700.

[4] MALÍŠEK, V. Niels Bohr – zakladatel atomové fyziky. Matematika a fyzika ve škole, červen 1982, roč. 12, č. 10, s. 690––692.

[5] SODOMKA, L. Kronika Nobelových cen. 1. vydání. Praha: Knižní klub, 2004. ISBN 80–242–1058–4.

[6] ŠRAITROVÁ, K. Disertační práce Nielse Bohra o elektronové teorii kovů. Československý časopis pro fyziku, 2014, č. 2, svazek 64, s. 123–125. ISSN 0009–0700.

[7] WEINLICH, R. Laureáti Nobelovy ceny za fyziku. 1. vydání. Olomouc: ALDA, 1998. ISBN 80–85600–47–1.

Autor textu: 
Mgr. Magda Králová

Rezervace a nákup vstupenek

Recepce

Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.