ニールス・ボーア

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Niels Bohr
ニールス・ボーア
Niels Bohr.jpg
ニールス・ボーア(1922)
生誕 Niels Henrik David Bohr
(1885-10-07) 1885年10月7日
 デンマーク コペンハーゲン
死没 (1962-11-18) 1962年11月18日(77歳没)
 デンマーク コペンハーゲン
国籍  デンマーク
研究機関 コペンハーゲン大学
ケンブリッジ大学
出身校 コペンハーゲン大学
トリニティ・カレッジ
論文 Studier over Metallernes Elektrontheori (Studies on the Electron Theory of Metals) (1911)
指導教員 ジョゼフ・ジョン・トムソン
アーネスト・ラザフォード
博士課程
指導学生
ヘンリク・アンソニー・クラマース
他の指導学生 レフ・ランダウ
主な業績 ボーア半径
ボーアの量子条件
主な受賞歴 ノーベル物理学賞(1922)
コプリ・メダル(1938)
署名
プロジェクト:人物伝
ノーベル賞受賞者ノーベル賞
受賞年:1922年
受賞部門:ノーベル物理学賞
受賞理由:原子構造とその放射に関する研究

ニールス・ヘンリク・ダヴィド・ボーアデンマーク語: Niels Henrik David Bohr[1]1885年10月7日 - 1962年11月18日)は、デンマークの理論物理学者[2]量子論の育ての親として、前期量子論の展開を指導、量子力学の確立に大いに貢献した。王立協会外国人会員。

生涯[ソースを編集]

ヨーロッパ時代[ソースを編集]

コペンハーゲンに生まれ、1903年コペンハーゲン大学に入学。1911年イギリスへ留学し、キャヴェンディッシュ研究所にてジョゼフ・ジョン・トムソンの下で研究を行った後、1911年マンチェスター大学アーネスト・ラザフォードの元で原子模型の研究に着手した。コペンハーゲン大学に戻り、ラザフォードの原子模型の欠点をマックス・プランク量子仮説を用いて解消し、1913年ボーアの原子模型を確立した。1921年にコペンハーゲンに理論物理学研究所(ニールス・ボーア研究所)を開き、外国から多くの物理学者を招いてコペンハーゲン学派を成することになる。原子物理学への貢献により1922年ノーベル物理学賞を受賞。

その後も、ヴェルナー・ハイゼンベルクらの後進とともに、量子力学(行列力学)の形成を推進。エルヴィン・シュレーディンガー波動力学を発表したときには、コペンハーゲンに招きよせ、討論に疲弊して倒れたシュレーディンガーの病床で議論を続けたことは有名である。アルベルト・アインシュタインが量子力学に反対するようになると、尊敬するアインシュタインとも論争を続けて説得しようとした。有名なエピソードにマックス・ボルン宛にアインシュタインが書いた手紙("Der Alte würfelt nicht." 神はサイコロを振らない)に反論した名言("Einstein, schreiben Sie Gott nicht vor, was er zu tun hat." アインシュタインよ、神が何をなさるかなど、注文をつけるべきではない)がある。ボーアは社交的な人柄だったので、多くの物理学者から慕われ、量子力学の形成に指導的役割を果たした。また、彼は実験をせず科学的発見を行ったといわれている。[誰?]

アメリカ時代[ソースを編集]

第二次世界大戦が始まり、ナチス・ドイツヨーロッパでの侵略を始めると、ユダヤ人を母に持つボーアはイギリスを経由してアメリカに渡った。

1939年に発表されたボーアの原子核分裂の予想(ウラン235は他のウランの同位体に比べ分裂しやすい)は、原子爆弾開発への重要な理論根拠にされた。しかし、ボーアは軍拡競争を憂慮し、西側諸国ソ連も含めた原子爆弾の管理及び使用に関する国際協定の締結に奔走したが、結局ボーアの願いは叶わなかった。

業績[ソースを編集]

上記のような水素原子のボーア・モデルを提案し、同時に対応原理を提唱した。また、量子力学の創出に貢献し、相補性の概念を確立した。さらに原子核の液滴模型を改良し、ウラン238でなく235が核分裂を生じやすいことを指摘した。20世紀初頭の物理学に様々な貢献しており、相対性理論の確立者であるアインシュタインと双璧を成すと称される。アインシュタインとは量子力学の基礎論の分野で、多くの議論を戦わせた。アインシュタインが「光子箱」の思考実験を持ち出し、不確定性関係 ΔEΔt > h の成立に異論を唱えると、一般相対性理論を使って ΔEΔt > h を擁護し、アインシュタインを論破した。

業績内容の詳細ついては「ボーア」の項(「ボーアの原子模型」、「ボーアの量子条件」、「ボーア半径」、「ボーア磁子」、「ボーア=ファン・リューエンの定理」)も参照。

個人的関心[ソースを編集]

ボーアがデザインした勲章

ボーアは、量子論の解き明かした粒子と波動の二重性位置速度の間の不確定性などの世界像を「相補性」と名付け、後半生には量子物理学東洋哲学類似性があるとして東洋哲学を研究していた。さらに、次のようにも言っている。「原子物理学論との類似性を認識するためには、われわれはブッダ老子といった思索家がかつて直面した認識上の問題にたち帰り、大いなる存在のドラマのなかで、観客でもあり演技者でもある我々の位置を調和あるものとするように努めねばならない。」その傾倒ぶりは、偉大な功績により、デンマーク最高の勲章であるエレファント勲章を受けた時、「紋章」に選んだのが、、光と闇の互いが互いを生み出す様を表した東洋の意匠、太極図であったことからもうかがえる。その紋章は、デンマークのフレデリクスボー城に、世界の王室・元首の紋章とともに飾られている。

アマチュアサッカー選手出身、Akademisk BoldklubABコペンハーゲン)ゴールキーパー[3]。なお、ボーアは若い頃サッカーが得意だったが、デンマーク正代表選手としてオリンピックに出場し銀メダルを獲得したのは弟のハラルト・ボーアである[4]。ハラルトは数学者で、リーマンゼータ関数を研究し、また概周期函数を発見した。文武両道のハラルトに比べ、数学の虫だったニールスはサッカーの試合で失点する度に「ニールスはゴールキーパーなのに頭の中は数学の事でいっぱいだからシュートが止められない」と数学好きと絡めて茶化され、果てには「紙に数式をメモしている間にゴールされてしまった」という逸話がジョークとして残っている。1908年ロンドンオリンピックは欠員が出た場合の予備選手として声がかかっていたが本選には招集されていない。

後世への影響と記念[ソースを編集]

1997年に107番元素がボーアの名にちなみ「ボーリウム」と命名された。

ボーアはランタノイドの性質の類似性や3価イオンの色などからランタノイド電子軌道の構造を推定し(ボーアのランタノイド仮説)、当時未発見だった72番元素はランタノイドではなくジルコニウムに類似したものだと予言してボーア研究所のディルク・コスターゲオルク・ド・ヘヴェシージルコンの分析を提唱。結果発見されたのがハフニウムである[1]

また、1975年には、息子のオーゲ・ニールス・ボーアノーベル物理学賞を受賞した。更に、父のクリスティアン・ボーア(Christian Bohr)は、ボーア効果で知られる生理学者である。

エピソード[ソースを編集]

  • 論文原稿は、いつも徹底的に書き直し完璧を目指した(改訂の回数は十指に余った)。しかし、苦労して完成させた原稿は、非常に深遠ではあるが、明快とは言い難いものであった[5]
  • 手紙を書く場合も上記の流儀を通した。ある日、弟のハラルトがニールスの机の上で見つけた手紙(弟には完全に出来上がっているように見えた)を投函しないのか尋ねたところ、「それは、下書きのための第1草稿だよ」と答えた[6]
  • 口述筆記で原稿を作成することも多く、仲間がボーアの口述を筆写した。口述筆記で作成した講演会の原稿(徹底的な改訂を加えたもの)をいつも事前に準備していたが、いざ登壇すると、原稿を一切無視した講演を行い、仲間を仰天させた[7]
  • 英語力は英文学を読んで上達させたため、文法的に正しい英語を書くことはできたが、会話はデンマーク訛りが強かった[8]。ある時、理論物理学者のリチャード・ファインマンは兵役検査で精神科医の「聞こえるはずがない声を聞いた事があるか」という質問にいたずら心を出して、デンマーク訛りの英語を声帯模写(師のボーアを真似)した結果、「適性不良」として兵役検査から落とされた。
  • 1937年(昭和12年)に来日した際[9]、観光で見た富士山の姿を相補性原理の説明に使ったことがある[10]

ボーアが登場する作品[ソースを編集]

マイケル・フレインの1998年の戯曲『コペンハーゲン』は、1941年にハイゼンベルクとボーアが会った際に何が起こったのかを探求するという内容である[11]。本戯曲はBBCによってボーア役がスティーヴン・レイ、ハイゼンベルク役がダニエル・クレイグというキャストでテレビドラマ化されており、2002年9月26日に初放映された。BBCの科学ドキュメンタリーシリーズ、『ホライズン』でも同じ1941年の会見が既に1992年にテレビ化されており、ボーア役はアンソニー・ベイト、ハイゼンベルク役はフィリップ・アンソニーであった。[12]

脚注[ソースを編集]

  1. ^ デンマーク語ではネルス・ボア/nels ˈb̥oɐ̯ˀ/と発音
  2. ^ Niels Bohr The Nobel Prize in Physics 1922 Biography”. 2012年10月8日閲覧。
  3. ^ National service for footballers the guardian 2005
  4. ^ Dart, James (2005年7月27日). “National service for footballers”. The Guardian (London). http://www.guardian.co.uk/football/2005/jul/27/theknowledge.panathinaikos 2012年10月8日閲覧。 
  5. ^ エミリオ・セグレ著、久保亮五、矢崎裕二訳「X線からクォークまで」(みすず書房、1982年)
  6. ^ ステファン・ローゼンタール編、豊田利幸訳「ニールス・ボーア-その友と同僚よりみた生涯と業績」(岩波書店、1970年)
  7. ^ アブラハム・パイス著、杉山 滋郎、伊藤 伸子訳「物理学者たちの20世紀-ボーア、アインシュタイン、オッペンハイマーの思い出」 (朝日新聞社、2004年)
  8. ^ リンダウ会議のボーア講演 録音(1962年)
  9. ^ 「ニールス・ボーア博士の見た東北大学」(東北大学史料館所蔵フィルム、2006年)
  10. ^ 長島要一著「ニールス・ボーアは日本で何を見たか:量子力学の巨人、一九三七年の講演旅行」(平凡社、2013年)
  11. ^ Copenhagen – Michael Frayn”. The Complete Review. 2013年2月27日閲覧。
  12. ^ Horizon: Hitler's Bomb, BBC Two, 24 February 1992

著作[ソースを編集]

  • 『原子論と力学』 大学書林編輯部編、大学書林、1941年
  • 『国連への公開状 1950年6月9日』 玉木英彦ほか訳解説、仁科記念財団〈Publication no.29〉、1988年4月。
  • 『原子理論と自然記述』 井上健訳、みすず書房、1990年3月。ISBN 4-622-02544-2
    • 『原子理論と自然記述』 井上健訳、みすず書房、2008年1月、新装版。ISBN 978-4-622-07357-4
  • 『因果性と相補性』 山本義隆編訳、岩波書店〈岩波文庫 ニールス・ボーア論文集 1〉、1999年4月。ISBN 4-00-339401-1
  • 『量子力学の誕生』 山本義隆編訳、岩波書店〈岩波文庫 ニールス・ボーア論文集 2〉、2000年4月。ISBN 4-00-339402-X

参考文献[ソースを編集]

  • 西尾成子 『現代物理学の父ニールス・ボーア 開かれた研究所から開かれた世界へ』 中公新書、1993年

関連項目[ソースを編集]

外部リンク[ソースを編集]