SolvayConf-1927

ニールス・ボーア
【1885年10月7日生まれ ~ 1962年11月18日没】


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ボーアの生い立ち

ボーアは量子力学の発展で需要な役割を果たしました。

ソルベー会議でも議論の中心に居て、TOP画で

使っている写真では中列右端に立っています。

北海に面したユトランド半島および、その近辺の

多くの島々からなる立憲君主制国家である、

デンマーク王国にボーアは生まれました。

若い時代にはアマチュアサッカー選手リーグの

ABコペンハーゲンでゴールキーパーを務めていた

という一面もあります。ボーアはそんな人でもあるんです。

ボーアと原子論

そしてボーアは前期量子論形成に於いて先駆的な理論

を提供し続けました。ボーアは当時、不完全であった

原子像を洗練させて独自の原子模型を提唱します。

先ず1911年にイギリスへ留学し、J・J・トムソン

ラザフォード_の元で原子核に対する基礎知識を吸収して

先進的な考察の土台を作っていきます。

そもそも光学顕微鏡で見えないほど

小さい領域にまで議論が進んでいくのですが、

その世界に対して考察を止めることなく幾多の議論を重ね、

量子力学を確立していきます。例えば今でも原子の大きさを

議論する時に「ボーア半径」という言葉を使います。

この言葉はこの時代に確立されていった概念です。

その後、ボーアはイギリスから帰国後に幾多の仲間を

コペンハーゲンに集め、コペンハーゲン学派と呼ばれた

仲間を形成します。そこでまとまった解釈は

コペンハーゲン解釈と呼ばれるようになり、

それまでの物理学でのスタイルを変えていきます。

ボーアとコペンハーゲン解釈 

コペンハーゲン解釈は微視的世界での

「観測に対する考え方」です。光学顕微鏡で

微細な世界を覗いても分解能の問題でどうしても

画像がぼやけてしまう「限界」にいきつきます。

アルファー線やベータ―線といった粒子線を純度の高い物質に当てて光路から内部構造を予想しようとする試みも色々な形で繰り広げられました。日本では寺田寅彦の時代にそうした解析が行われています。そうした蓄積を辻褄(つじつま)の合う理論で結びつける体系が必要とされていたのです。

目で見て取れる現象は顕微鏡の分解能の範囲で終わってしまいます。実際にはそれ以下の大きさで繰り広げられる現象が存在していて、観測しようとして光を当てると(光子を作用させると)、「観測する事情」で「状態をかき乱してしまう」のです。位置と運動量の微視的分解能の限界をA・アインシュタインと論じた話などが残っています。

また段々に分かってくるのですが、後にパウリが示すスピンの自由度も電子は持っていて、軌道半径だけをイメージして議論すれば話が終わる訳ではないのです。

その中でボーアは本質的な「ボーアの量子化条件」を用いて様々な現象を説明してみせます。長さスケールで10の‐23乗メートルのスケールでの議論では「位置等の観測値」が「とびとびの値」を示すのですが、その事象を現実世界での本質的な性質であると提唱したのです。

原子半径、磁気的性質も現代では、その形式で考えるが方がわかりやすい訳です。師であるラザフォードの原子モデルに改良を加えてボーアモデルを作りあげます。

そして晩年

ボーアはデンマーク最高の勲章である

エレファント勲章を受けています。

その際には東洋密教で使う陰陽のマーク

を模してボーア家の紋章を

デザインしたと言われています。

また、英国の王立協会では

外国人会員の栄誉を受けていました。

英語が話せるようになる「アクエス」
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2020/08/31_初版投稿
2022/03/15_改定投稿

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(2021年10月時点での対応英訳)

Bohr’s upbringing

Bohr played a demanding role in the development of quantum mechanics. He was also at the center of the discussion at the Solvay Conferences, standing at the right end of the middle row in the photo used in the TOP picture.

Bohr was born in the Kingdom of Denmark, a constitutional monarchy of the Jutland Peninsula facing the North Sea and many of its surrounding islands. On the one hand, he was a goalkeeper in the amateur soccer player league, AB Copenhagen, when he was young. Bohr is also such a person.

Bohr and Atomism

And Bohr continued to provide pioneering theories in old quantum theory. Bohr refines the imperfect atomic image at the time and proposes his own atomic model.

He first studied abroad in England in 1911, and under the guidance of JJ Thomson and Rutherford, he absorbed basic knowledge about atomic nuclei and proceeded with advanced consideration. In the first place, the discussion goes to a level that is too small to be seen with an optical microscope.

He continues to discuss the world with many discussions and establish quantum mechanics. For example, he still uses the term “Bohr radius” when discussing the size of an atom. This word is a concept established in this era.

After returning from England, Bohr gathered many friends in Copenhagen to form a group called the Copenhagen School. The collective interpretation came to be called the Copenhagen interpretation, changing the style of physics up to that point.

Bohr and Copenhagen Interpretation

The Copenhagen Interpretation is the “thinking about observation” in the microscopic world. Even if you look into the minute world with an optical microscope, you will reach the “limit” where the image will be blurred due to the problem of resolution.

Attempts to predict the internal structure from the optical path by applying particle beams such as alpha rays and beta rays to high-purity substances have also been made in various forms. In Japan, such an analysis was carried out during the time of Torahiko Terada. There was a need for a system that would connect such accumulations with a theory that fits Tsujitsuma.

Phenomena that are visible to the eye end up within the resolution of the microscope. Actually, there is a phenomenon that unfolds in a size smaller than that, and when light is applied to observe it (when photons act), it “disturbs the state” due to “observation circumstances”. There is a story that discusses the limit of microscopic resolution of position and momentum with A. Einstein.

Also, as we gradually understand, electrons also have the degree of freedom of spin that Pauli shows later, and the discussion does not end if we discuss only by imagining the orbital radius.

In it, Bohr explains various phenomena using the essential “Bohr’s quantization condition”. In the discussion on the scale of 10-23 meters on the length scale, “observed values ​​such as position” indicate “staggered values”, but we propose that the phenomenon is an essential property in the real world. I did.

In modern times, it is easier to understand the atomic radius and magnetic properties in that format. He will improve the atomic model of his teacher, Rutherford, to create the Bohr model.

And his later years

Bohr has received the Order of the Elephant, Denmark’s highest medal. At that time, he is said to have designed the coat of arms of the Bohr family, imitating the Yin-Yang mark used in Oriental esoteric Buddhism. He also received the honor of a foreign member at the Royal Society of England.