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26岁的他初来到剑桥,碰一鼻子灰,后来成为哥本哈根学派创始人

1885年10月7日,尼尔斯・玻尔出生于丹麦哥本哈根,哥本哈根是丹麦王国的首都,是最大的城市以及最大的港口,同时也是北欧最大的城市,世界著名的国际大都市。玻尔出生于一个非常富有的家庭,他的父亲克里斯丁・玻尔是哥本哈根大学的生理学教授,曾经两次获得诺贝尔医学奖的提名,玻尔的母亲来自于一个非常富裕的大家族,她的父亲也就是玻尔的外公是当地有名的政客、银行家,总体来说,玻尔当时的家庭条件属于丹麦最富裕的阶层。

玻尔(右)和他的弟弟

优渥的家庭条件给玻尔带来了良好的教育,1903年玻尔进入哥本哈根大学数学和自然科学系攻读物理学。那时候,丹麦的国家科学院每年都会组织一次大学生知识竞赛,有一年的物理考题是测量液体的表面张力,由于玻尔的父亲在哥本哈根大学当教授,所以玻尔可以利用他父亲实验室的条件进行实验,他根据实验创作的论文很有价值,因此,1907年玻尔以有关水的表面张力的论文获得丹麦皇家科学文学院的金质奖章。

玻尔的手迹

1909年,玻尔获得哥本哈根大学的科学硕士学位,1911年获得哥本哈根大学的哲学博士学位。由于他父亲的关系,在1911年这一年他获得了一项由嘉士伯啤酒公司提供的奖学金,可以出国游学一年,玻尔选择的是英国。1911年9月份,26岁的玻尔走进卡文迪许实验室,卡文迪许实验室当时的主管正是大名鼎鼎的有着现代电子理论泰斗之称的汤姆森,不过玻尔在卡文迪许实验室的经历并不愉快,这里也就是本文讲述的重点。

玻尔与他的妻子

事情是这样的,1911年玻尔取得的博士学位,他当时所写的论文便是金属电子论,在那个时代,由牛顿创立的经典物理学大厦正处在风雨飘摇的阶段,爱因斯坦、普朗克等科学家已经触碰到了量子物理的大门,当时的玻尔虽然年轻,也感觉到经典物理学已经无法描述原子的某些现象了,必须要创造一种新的理论来适应这种微观层面,于是他怀揣着自己的理论来到英国剑桥,来到卡文迪许实验室,想和自己的偶像汤姆森进行交流研究。

汤姆森是何许人也?汤姆森在1904年提出:原子是由带正电的颗粒和带负电的电子组成,也就是著名的葡萄干蛋糕模型,他把电子看成是葡萄干,相互均匀的分布在原子内部。而且,更重要的是1906年汤姆森还因为在气体导电方面的理论和实验研究获得了诺贝尔物理学奖,所以汤姆森在当时英国学术界的地位还是非常高的。

汤姆森

玻尔发现汤姆森的原子模型有很多不合理的地方,解释不了目前已经发现的现象,于是玻尔就来到卡文迪许实验室想和汤姆森交流自己的看法,并指出原有的由汤姆森提出的原子模型不合理的地方。汤姆森,诺贝尔物理学奖获得者,汤姆森在英国是一位大家都知道的天才人物,特别是在英国剑桥的学术圈子里,更是权威的代表。而这位26岁的年轻人,在第一次见到这位天才人物时就“莽撞”的指出他的错误,汤姆森并没有理会他。玻尔发现这位大物理学家喜欢向大家显示他的天才,对自己的这个理论并不会感兴趣,这让玻尔很失望,他原本以为来到这里能够得到这位天才物理学家的帮助,没想到却遭遇了如此的冷落。

玻尔与卢瑟福一家人聚会

伦敦的皇家学会拒绝了玻尔的投稿,皇家学会的期刊也不接受玻尔在上面发表关于原子模型的论文,玻尔心灰意冷,1911年11月,他就去了曼彻斯特,加入了卢瑟福的研究团队,当时卢瑟福已经提出了电子绕原子核运动的行星式原子模型,对于这个模型,玻尔很受启发,经过在卢瑟福的研究团队中两年的研究,1913年玻尔也提出了自己的原子模型,也就是电子围绕原子核进行轨道运动的模型,引入了电子在原子核外的量子化轨道,解决卢瑟福的原子模型中原子结构的稳定性问题。

1921年,玻尔创立哥本哈根大学理论物理研究所,深入研究量子力学。这个哥本哈根大学的理论物理研究所吸引了一大批杰出的物理学家,这其中有不少都是后来的量子力学大佬,有9位获得诺贝尔物理学奖,这也就是后来的哥本哈根学派

回想过往,当时的汤姆森也正是因为自己的傲慢,错失了这样一位比自己还要天才的物理学家,所以这告诉了我们一个道理:无论达到怎样的高度,谦虚都是必要的。

?玻尔与爱因斯坦