• «من نمی‌دانم کلید موفقیت چیست، اما کلید شکست، تلاش برای راضی کردن همه است.» بیل کازبی

نیلز بور؛ دانشمندی که جهان را از یک فروپاشی فرضی نجات داد!

نیلز بور؛ دانشمندی که جهان را از یک فروپاشی فرضی نجات داد!

نیلز بور در کنار ماکس پلانک، آلبرت اینشتین، ورنر هایزنبرگ، ولفگانگ پائولی، پل دیراک، اروین شرودینگر و برخی دانشمندان دیگر، سهم بسیار عمده‌ای در توسعه و تکامل مکانیک کوانتومی داشت. او که از طریق مدل اتمی خود اولین پیوند را میان فیزیک کلاسیک و فیزیک کوانتومی ایجاد کرد، با وضع «اصل مکملیت» سعی کرد به تفسیر آن نظریه و درک بهتر آن نیز یاری رساند. پانزدهم مهرماه (۷ اکتبر) مصادف با زادروز نیلز بور است.

ظهور یک ناجی

قهرمان علمی ما که نیلز هنریک دیوید بور (Niels Henrik David Bohr) نام داشت در ۷ اکتبر (۱۵ مهرماه) سال ۱۸۸۵ در شهر کپنهاک دانمارک در خانواده‌ای فرهیخته به دنیا آمد. پدرش استاد فیزیولوژی دانشگاه کپنهاک و مادرش از خانواده‌ای سرشناس در عرصه اقتصاد و سیاست بود. نیلز بااینکه در مدرسه عملکرد خوبی داشت هیچ‌گاه شاگرداول نشد. او معمولاً در کلاس بیست‌نفری شاگرد سوم یا چهارم بود. نیلز به همه دروس علاقه داشت اما ریاضی و فیزیک دروس محبوب او بودند.

بور در سال ۱۹۰۳ در رشته فیزیک دانشگاه کپنهاک نام‌نویسی کرد. در دوران دانشجویی با آزمایش‌هایی که روی کشش سطحی آب و محاسبه نیروی آن انجام داد توانست مدال طلای آکادمی علوم و ادبیات دانمارک را به دست آورد. در سال ۱۹۱۱ با نوشتن رساله‌ای درباره نظریه الکترونی فلزات دکترای خود را دریافت کرد. تز دکترای او که بر نارسایی‌های فیزیک کلاسیک در توضیح رفتار ماده در سطح اتمی می‌پرداخت، آغاز تمرکز او بر موضوع تحقیق علمی در بقیه زندگی‌اش بود.

بور برای گذراندن دوره پژوهشی فوق دکترا ابتدا به دانشگاه کمبریج رفت تا زیر نظر جی جی تامسن به تحقیق بپردازد. اما تامسن علاقه چندانی به کار او نشان نداد. چنین بود که بور، که نظریه اتمی رادرفورد را نیز اغواکننده یافته بود، در سال ۱۹۱۲ تصمیم گرفت به دانشگاه منچستر جایی که رادرفورد مدیریت آزمایشگاه فیزیک اتمی آن را بر عهده داشت، منتقل شود. رادرفورد فوراً به تابناکی اندیشه بور پی برد و از همان آغاز به تشویق او پرداخت. رادرفورد سرمشق حیات علمی بور شد. آن دو از همان نخستین دیدار با یکدیگر دوست شدند و تا آخر عمر دوستانی نزدیک باقی ماندند. اما قرار بود به خاطر نجات جهان هم که شده، نیلز بور به جنگ مدل اتمی دوست صمیمی و استاد الهام‌بخش خود برود.

عاشق تئوری‌های شکست‌خورده

همکاران بور قوی‌ترین خصیصه فکری او را شناسایی موارد شکست تئوری‌ها و بهره‌گیری از آن می‌دانستند. بور عاشق مدل اتمی رادرفورد شده بود نه‌فقط برای موفقیت‌های آن بلکه همچنین برای نقص بزرگی که در آن وجود داشت. نقصی که همه دانشمندان در رفع آن ناکام مانده بودند. همان‌طور که گفتیم اتم رادرفورد شبیه یک منظومه شمسی بود که هسته با بار مثبت در مرکز آن قرار داشت و الکترون‌ها که دارای بار منفی بودند مثل سیارات به دور آن می‌چرخیدند. اما بر طبق قوانین حاکم بر ذرات باردار در الکترودینامیک کلاسیک، الکترونی که در یک مدار می‌چرخد باید از خود نور گسیل کند و با از دست دادن انرژی خود باید در کسری از ثانیه روی هسته سقوط کند. با فرض درستی مدل رادرفورد، تمام مواد باید فروپاشیده و جهان نابود می‌شد. اینجا بود که قهرمان ما توانست با ارائه راهکاری نبوغ‌آمیز جهان را از یک نابودی فرضی و دانشمندان را از یک ناکامی واقعی نجات دهد.

بور و اینشتین در سال ۱۹۲۵ در حال بحث در مورد نظریه کوانتومی

جدال غول‌ها بر سر خدای تاس‌باز و جهان محتمل

اینشتین به عدم قطعیت، وضعیت احتمالاتی نظریه و اینکه تعبیر بور (تعبیر کپنهاگی) از مکانیک کوانتومی هیچ توصیف فیزیکی و عینی  از اتفاقاتی که در داخل اتم روی می‌دهد، ارائه نمی‌داد، انتقاد اساسی داشت و معتقد بود که «خدا جهان را با تاس‌بازی اداره نمی‌کند» اما پاسخ بور نیز این بود که «ما نباید برای نحوه اداره جهان برای خداوند، تعیین تکلیف کنیم.» تا اینجا، خدای تاس‌باز مقبولیت بیشتری داشته و به نظر می‌رسد جهان به‌مراتب پیچیده‌تر و پیش‌بینی‌ناپذیرتر از آن چیزی است که اینشتین تصور می‌کرد.

آغاز عصر غرایب کوانتومی

طبق نظریه اتمی بور الکترون‌ها در حالت‌ها مانا در مدارهای مدور یا بیضی مطابق همان قوانین نیوتن و کپلر حرکت می‌کنند. اما وقتی الکترون‌ از یک وضعیت مانا به حالت مانای دیگر منتقل شود، این عمل نه به‌صورت یک حرکت پیوسته نیوتنی بلکه به‌صورت یک «جهش آنی» صورت می‌گیرد که تحت تسلط مکانیک کلاسیک نیست. جهش آنی از یک مدار به مدار دیگر ازجمله عجایب و غرایب پرشمار نظریه کوانتومی بود که با فهم و درک روزمره ما از حرکت کاملاً ناسازگار است. این‌گونه فرضیات نامأنوس منتقدان خاص خود را داشت که شاید شاخص‌ترین آن‌ها آلبرت اینشتین بود که بیش از سی سال و تا پایان عمر خود به بحث و مناظره با بور پرداخت.

در مورد ابهامات و عجایبی که در نظریه کوانتومی برای درک عینی اتفاقات داخل اتم وجود داشت، نیلز بور معتقد بود که «وقتی‌که بحث اتم در میان باشد، زبان را فقط به آن صورت می‌توان به کار برد که در شعر به کار می‌رود. شاعر نیز نمی‌خواهد وقایع را دقیق بیان کند، بلکه می‌خواهد در ذهن شنونده تصاویری تولید کند و ارتباطات ذهنی برقرار کند.» این نوع سخنان و ابهامات رازآلود نظریه کوانتومی بستری مناسب برای افسانه‌پردازی شد به‌طوری‌که انبوهی از نویسندگان علمی-تخیلی، شبه‌علمی، علوم غریبه، هنر، عرفان و روانشناسی؛ ادبیات کوانتومی را در آثاری چون «تائوی فیزیک»، «اندیشه‌های کوانتومی مولانا»، «شفای کوانتومی» و «اسرار موفقیت کوانتومی» به کار گرفتند!

نسخه کامل این مقاله نوشته موسی توماج ایری در مجله دانشمند، مهر ماه ۱۳۹۶، شماره ۶۴۸ منتشر شده است.

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

46 − 41 =