Home arrow บทความวิทยาศาสตร์ arrow 2013: หนึ่งศตวรรษแห่งโลกอะตอมของ Niels Bohr
  
เมนูอื่นๆ
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
2013: หนึ่งศตวรรษแห่งโลกอะตอมของ Niels Bohr PDF พิมพ์
 

สุทัศน์ ยกส้าน

Niels Bohr

นอกจาก Albert Einstein แล้ว ในคริสต์ศตวรรษที่ 20 ไม่มีนักฟิสิกส์คนใดมีอิทธิพลทางความคิดต่อฟิสิกส์มากเท่า Niels Bohr ซึ่งนอกจากจะเป็นนักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่แล้ว Bohr ยังเป็นนักปรัชญาด้วย แต่ก็ไม่ได้เหมือนนักปรัชญาส่วนใหญ่ที่ชอบเขียนหนังสือ เพราะ Bohr ไม่ได้เขียนตำราปรัชญาเลย กระนั้นอิทธิพลทางความคิดด้านปรัชญาของ Bohr ก็ถูกส่งผ่านทางลูกศิษย์ และผู้ร่วมงาน เวลามีการสัมมนาที่ Institute for Theoretical Physics ซึ่งเป็นสถาบันที่ Bohr จัดตั้งขึ้นที่ Copenhagen ในเดนมาร์ก จนในสมัยนั้นสถาบันนี้คือสำนักตักสิลาที่นักฟิสิกส์ทุกคนต้องการไปเยือน

ในวัยหนุ่ม Bohr เป็นคนร่างใหญ่ ศีรษะโต ขนคิ้วดก มีดวงตาที่แสดงให้เห็นว่าเป็นคนช่างคิด และชอบแปลความหมายของถ้อยคำที่ได้ยิน ดังนั้นเวลา Bohr พูดอะไรออกมา ทุกคนจะรู้ทันทีว่า นั่นคือ ความคิดที่ Bohr ได้กลั่นกรองแล้ว เพราะเสียงของ Bohr เวลาพูดค่อนข้างเบา ดังนั้นเวลา Bohr ลดเสียง ประเด็นบางประเด็นที่ Bohr พูด อาจไม่มีใครได้ยิน ด้วยเหตุนี้เวลา Bohr พูดสัมมนาทุกครั้งทุกคนจะนั่งนิ่ง เงียบ และตั้งใจฟังเพื่อจะเข้าใจคำพูดทุกคำที่ออกมาจากปาก Bohr (คงเป็นทำนองเดียวกับชาวกรีกโบราณเวลาเข้าฟังคำบรรยายของ Socrates) และเวลาเข้าฟังสัมมนาของคนอื่น Bohr จะชอบซักและชักนำองค์ปาฐกให้เสนอเหตุผลที่เป็นตรรกะ ไม่กำกวม เพื่อให้ผู้ฟังสามารถเข้าใจเนื้อหาได้ลึกซึ้ง

นักเรียนวิทยาศาสตร์ทุกคนรู้เกี่ยวกับแบบจำลองอะตอมไฮโดรเจนที่ Bohr นำเสนอในปี 1913 ซึ่งมีเนื้อหาว่า อะตอมไฮโดรเจนมีอิเล็กตรอนหนึ่งอิเล็กตรอนที่โคจรเป็นวงกลมรอบนิวเคลียส โดยมีวงโคจรหลายวง ซึ่งมีรัศมีได้เฉพาะบางค่า นั่นคืออิเล็กตรอนมิสามารถอยู่ได้ทุกหนทุกแห่งในอะตอม แต่จะอยู่ได้ในเฉพาะบางที่เท่านั้น และเวลาอิเล็กตรอนกระโจนจากวงโคจรวงนอกเข้าสู่วงโคจรวงใน แสงจะถูกปล่อยออกมา แต่ในทางตรงกันข้าม อิเล็กตรอนก็สามารถกระโจนจากวงโคจรวงในไปสู่วงโคจรวงนอกได้ โดยการดูดกลืนแสงเข้าไป

การอธิบายของ Bohr ในลักษณะนี้ไม่ได้เป็นไปตามกฎต่างๆ ที่นักฟิสิกส์ทุกคนในสมัยนั้นเคยเรียนรู้มา ดังนั้นเมื่อนักฟิสิกส์ระดับอัจฉริยะบางคนได้ยินคำอธิบายของ Bohr ที่ใช้สมมติฐาน “เหลือเชื่อ” มากมาย จึงกล่าวว่า ถ้าแบบจำลองของ Bohr ถูกต้อง ตนก็จะเลิกทำวิจัยฟิสิกส์ทันที และจะเลิกเป็นนักฟิสิกส์ให้รู้แล้วรู้รอดไป

แม้จะถูกนักฟิสิกส์จำนวนมากต่อต้านและติติง แบบจำลองของ Bohr ก็สามารถอธิบายผลการทดลองที่เกี่ยวข้องกับสเปกตรัมแสงของอะตอมไฮโดรเจนได้ดีอย่างแทบไม่น่าเชื่อ ความสำเร็จนี้ได้ทำให้นักฟิสิกส์หลายคนคิดว่า แบบจำลองของ Bohr คงมีส่วนถูกและเป็นจริงบ้าง แม้เหตุผลที่ Bohr นำเสนอนั้นจะดู “เกินจริง” ก็ตาม

Bohr เองก็รู้ดีว่า แบบจำลองของเขายังไม่สมบูรณ์ และยังไม่ได้ทำให้นักฟิสิกส์เห็นภาพที่แท้จริงของอะตอมไฮโดรเจน ในทำนองเดียวกับที่ภาพสเก็ตซ์ของใบหน้าคนไม่เหมือนคนจริง แต่ความยิ่งใหญ่ของความคิดของ Bohr อยู่ที่ประเด็นว่า เขาเป็นนักฟิสิกส์คนแรกที่นำทฤษฎีควอนตัมของ Max Planck ที่ Planck เสนอในปี 1900 มาอธิบายธรรมชาติและสมบัติของอะตอม โดย Planck ได้ตั้งสมมติฐานที่เพี้ยน “หลุดโลก” เช่นกันว่า อะตอมสามารถรับและคายพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้แต่เพียงบางค่าเท่านั้น หาใช่ได้ทุกค่าตามทฤษฎีฟิสิกส์เดิมๆ ไม่

แนวคิดเรื่องทฤษฎีควอนตัมของ Planck ไม่มีนักฟิสิกส์คนใดให้ความสนใจ จนกระทั่งถึงปี 1905 เมื่อ Albert Einstein นำแนวคิดเรื่องควอนตัมของ Planck (ที่ว่าพลังงานมีค่าได้เฉพาะบางค่า) มาอธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ซึ่งจะเกิดเวลาโลหะได้รับแสง แล้วมีกระแสไฟฟ้าไหล โดย Einstein ได้ชี้แจงว่าเพราะแสงเป็นอนุภาคควอนตัมที่มีทั้งพลังงานและโมเมนตัม ดังนั้น เวลาแสงทำปฏิกริยากับสสาร แสงจะประพฤติตัวเสมือนเป็นอนุภาคที่เรียกว่า photon อีก 2 ปีต่อมา Einstein ก็ได้นำทฤษฎีควอนตัมของ Planck ไปอธิบายสมบัติกายภาพของของแข็ง โดยได้แสดงให้เห็นว่า สาเหตุที่ความร้อนจำเพาะของของแข็งที่อุณหภูมิใกล้ศูนย์องศาสัมบูรณ์มีค่าลดสู่ศูนย์นั้น เพราะในของแข็งพลังงานคลื่นเสียงก็มีสมบัติควอนตัมเช่นกัน คือ เป็นอนุภาคที่มีพลังงานและโมเมนตัมที่เรียกว่า phonon

ในปี 1911 ที่ Ernest Rutherford ได้พบว่าอะตอมมีนิวเคลียส และการค้นพบนี้ได้ทำให้วงการฟิสิกส์มีภาวะวิกฤตการณ์ทางความคิดมาก เพราะถ้าอะตอมมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่เป็นวงกลมรอบนิวเคลียส ดังที่ Rutherford คิด อิเล็กตรอนจะต้องปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาอย่างต่อเนื่อง นั่นคือ อิเล็กตรอนจะสูญเสียพลังงานตลอดเวลา จนในที่สุดก็จะถลาลงไปรวมกับนิวเคลียส ซึ่งนั่นก็หมายความว่าอะตอมจะสลายตัวภายในเวลาเพียงเศษเสี้ยวของวินาที คืออะตอมจะไม่คงรูปอีกต่อไป แต่ในความเป็นจริง สสารก็ยังมีอะตอมอยู่ตลอดเวลา นั่นแสดงว่า หลักการเก่าๆ และทฤษฎีเดิมๆ ที่นักฟิสิกส์เคยใช้ได้ดี กลับไม่สามารถอธิบายพฤติกรรมหรือธรรมชาติของอะตอมตามที่ Rutherford ได้เสนอไว้อีกต่อไป

ณ ช่วงเวลานั้นไม่มีใครตระหนักได้ว่า ในความพยายามที่จะอธิบายสมบัติเชิงกายภาพของอะตอม นักฟิสิกส์จำต้องนำทฤษฎีควอนตัมของ Planck มาใช้ และทฤษฎีนี้จะเข้ามาแทนที่ทฤษฎีกลศาสตร์ของ Newton กับทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell ดังนั้น Bohr จึงเป็นนักฟิสิกส์อะตอมคนแรกที่คิดนอกกรอบ โดยได้เสนอให้ยกเลิกองค์ความรู้เก่าๆ บางเรื่อง และได้ตั้งสมมติฐานใหม่ จนในที่สุด ก็สามารถอธิบายธรรมชาติของแสงจากอะตอมไฮโดรเจนได้ดีอย่างแทบไม่น่าเชื่อ

หลังจากที่ได้วิเคราะห์ทฤษฎีอะตอมไฮโดรเจนของ Bohr แล้ว วงการฟิสิกส์ก็รู้สึกแปลกใจมาก เมื่อได้เห็นว่า Bohr ผู้ไม่ยอมรับทฤษฎีของ Newton และ Maxwell เป็นชายหนุ่มที่ถ่อมตัวเวลาเผชิญหน้านักฟิสิกส์อาวุโสผู้ยิ่งใหญ่ เช่น J.J. Thomson (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1906 ในฐานะผู้พบอิเล็กตรอน) และ E. Rutherford (รางวัลโนเบลเคมีปี 1908 ผู้ศึกษาธรรมชาติของอนุภาคแอลฟา) แต่มีความเชื่อมั่นในตัวเองค่อนข้างมาก เช่นเมื่อ Rutherford ได้ขอให้ปรับแก้สำนวนในบทความที่ Bohr เขียนเพื่อให้สั้นลง Bohr ได้ยืนกรานว่า คำทุกคำและประโยคทุกประโยคที่เขาเรียบเรียงมีความเป็นเอกภาพ และมีเนื้อหาต่อเนื่องกันอย่างราบรื่น ไม่มีใครสามารถจะลิดรอนวลีหรือถ้อยคำใดๆ จากบทความนั้น โดยไม่ทำลายความงาม และคุณค่าของบทความที่ Bohr เขียน Rutherford จึงยินยอมถอนข้อเรียกร้อง

เมื่อมีอายุมากขึ้น Bohr ยิ่งมีความพิถีพิถันในทุกสิ่งทุกอย่างที่เขียน โดยจะร่าง ขีดฆ่า และฉีก ต้นฉบับของรายงานวิจัยแต่ละชิ้นหลายต่อหลายครั้ง แม้กำหนดเวลาจะต้องส่งต้นฉบับได้ผ่านไปนานแล้วก็ตาม Bohr ก็ยังไม่ตัดใจ จนกระทั่งรู้สึกพอใจในความสมบูรณ์ของบทความที่เขียน การทุ่มเทความพยายามที่เขียนเช่นนี้ เพราะ Bohr ต้องการให้ผู้อ่านบทความเข้าใจตรงตามที่ Bohr คิด และไม่เข้าใจอะไรผิดๆ
 

ทุกวันนี้นักเรียนระดับมัธยมศึกษาสายวิทยาศาสตร์ทุกคนรู้จักแบบจำลองอะตอมไฮโดรเจนของ Bohr ซึ่งกล่าวถึงโครงสร้างอย่างง่ายๆ แต่ก็สมบูรณ์เพียงพอสำหรับความเข้าใจพื้นๆ ของนักเรียน ทว่าในความรู้สึกส่วนตัวของ Bohr นั้น เขาต้องการจะเข้าใจธรรมชาติของอะตอมไฮโดรเจนอย่างละเอียดและสมบูรณ์ เพราะเป็นนักฟิสิกส์ทฤษฎี จึงมีแนวคิดที่แตกต่างจากวิศวกร ที่ตามปรกติไม่ต้องการจะรู้ว่าอิเล็กตรอนและอะตอมในเหล็กอยู่เรียงรายกันอย่างไร จึงทำให้เหล็กนั้น มีสมบัติต่างๆ เช่น ค่าของความแข็ง (hardness) เป็นดังที่ได้วัดในห้องทดลอง

หลังจากที่ Bohr ได้เปิดประตูโลกอะตอมด้วยกุญแจควอนตัมแล้ว เขาได้หันมาสนใจเรื่องธรรมชาติของการสังเกตและการวัด และได้พบว่า เวลานักวิทยาศาสตร์ต้องการจะเห็นอนุภาค เขาจำเป็นต้องฉายแสงไปกระทบอนุภาคนั้น เพราะอนุภาคแสงมีทั้งพลังงาน และโมเมนตัม ดังนั้นอนุภาคเป้าที่ถูกแสงชน จะมีพลังงานและโมเมนตัมที่เปลี่ยนไป ด้วยเหตุนี้ถ้าไม่ต้องการให้สมบัติของอนุภาคเป้าเปลี่ยนแปลงมาก ก็ต้องใช้อนุภาคแสงที่มีพลังงานและโมเมนตัมน้อย เพราะการชนกันระหว่างอนุภาคแสงกับอิเล็กตรอน จะทำให้อิเล็กตรอนเปลี่ยนแปลงพลังงานและโมเมนตัม อย่างไม่มีทางหลีกเลี่ยงได้ นั่นคือ ความเร็วของอิเล็กตรอนที่เปลี่ยนไปจะมีค่าน้อย ถ้านักทดลองใช้อนุภาคแสงที่มีความยาวคลื่นมาก (นั่นคือมีโมเมนตัมน้อย) แต่ผลที่ตามมาคือ เวลาสังเกตดูอิเล็กตรอนด้วยกล้องจุลทรรศน์ ถ้านักทดลองใช้แสงที่มีความยาวคลื่นมาก ความละเอียด และความแม่นยำในการระบุตำแหน่งของอิเล็กตรอนก็จะถูกทำลายไปในทันที

เนื้อหาที่กล่าวมานี้คือแนวคิดที่ Werner Heisenberg ใช้ในการพบหลักความไม่แน่นอน (Uncertainty Principle) ในปี 1925 เมื่อหนุ่ม Heisenberg วัย 20 ปี ได้พบ Bohr ที่มหาวิทยาลัย Göttingen ในเยอรมนี และ Bohr ได้เชื้อเชิญ Heisenberg ให้ไปทำงานวิจัยที่ Copenhagen เพราะเห็นว่า Heisenberg เป็นคนที่มีความสามารถทางคณิตศาสตร์ระดับเทพ และ Heisenberg ก็ได้ตอบรับคำเชิญ เพราะได้พบว่า ตลอดเวลาที่ Heisenberg พยายามอธิบายทฤษฎีควอนตัมโดยใช้คณิตศาสตร์ขั้นสูง Bohr จะซักไซ้ ถามและเสนอแนะความหมายของคณิตศาสตร์ที่ Heisenberg ใช้ทุกขั้นตอน เพราะ Bohr ไม่ต้องการให้สมการ หรือโครงสร้างคณิตศาสตร์ที่ Heisenberg ใช้เข้ามาบดบังความเข้าใจฟิสิกส์ และ Bohr เชื่อว่า “ความเข้าใจสำคัญยิ่งกว่าสูตร” ดังนั้นขณะคนทั้งสองพากันไปเดินเล่น ไม่ว่าจะในชนบทนอกกรุง Copenhagen หรือเวลาแล่นเรือใบในทะเล Kattegat หรือในห้องทำงานที่สถาบัน Bohr ในยามดึก Bohr จะขอร้องให้ Heisenberg พยายามอธิบายความหมายของหลักความไม่แน่นอนให้คนธรรมดาเข้าใจ ซึ่งหลักนี้มีใจความสำคัญว่า “มนุษย์ไม่สามารถรู้ตำแหน่งและโมเมนตัมของอนุภาคได้พร้อมกันอย่างแม่นยำ” นอกจากนี้Heisenberg ยังพิสูจน์ได้อีกว่า ผลคูณระหว่างความไม่แน่นอนของตำแหน่งและความไม่แน่นอนของโมเมนตัมจะมีค่ามากกว่า ค่าคงตัวของ Planck เสมอ

ในปี 1929 ที่ทฤษฎีควอนตัมเริ่มก่อตัวเป็นรูปเป็นร่าง และถูกนำไปประยุกต์อธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ในอะตอมอย่างแพร่หลายนั้น การแปลความหมายของเทคนิคการคำนวณของทฤษฎีก็ยังไม่กระจ่างชัด Bohr จึงได้พยายามแก้ไขข้อบกพร่องนี้ โดยร่วมทำงานอย่างใกล้ชิดกับ Leon Rosenfeld ผู้เป็นศิษย์คนโปรดที่สามารถจดจำคำพูดทุกคำของ Bohr ได้หมด จนเวลา Rosenfeld อ้างถึง Bohr ผู้ฟังจะรู้สึกเสมือนได้ยินกับหูว่า Bohr พูดเอง

Rosenfeld เล่าว่า Einstein เป็นคนที่มีบทบาทสำคัญมากในชีวิตทำงานเป็นนักฟิสิกส์ของ Bohr และ Bohr เองก็ชื่นชมในตัว Einstein มาก ดังนั้นจึงรู้สึกเสียใจอย่างสุดซึ้งที่ตลอดชีวิต Einstein ไม่ยอมรับความสมบูรณ์ของทฤษฎีควอนตัม แต่ Bohr ก็ยอมรับว่า ความพยายามที่จะหาเหตุผลมาหักล้าง Einstein ได้ผลักดันให้ Bohr เข้าใจทฤษฎีควอนตัมได้มากขึ้นอย่างถึงแก่น

โดยเฉพาะเรื่องทฤษฎีความไม่แน่นอนของ Heisenberg ซึ่งมีเนื้อหาว่า ถ้าเราวัดโมเมนตัมของอนุภาคได้อย่างละเอียดและถูกต้อง ความรู้ที่แม่นยำนี้จะทำให้เราวัดตำแหน่งของอนุภาคนั้นผิดพลาดอย่างสิ้นเชิง และความผิดพลาดนี้อาจหมายถึง อนุภาคนั้นไม่มีที่อยู่ หรืออนุภาคมีตำแหน่งที่แน่นอน แต่เราเองไม่มีทางจะรู้ ตัว Einstein เองคิดว่า ประเด็นหลังถูกต้อง คือ เราไม่มีทางรู้ ดังนั้น Einstein จึงพยายามล้มทฤษฎีความไม่แน่นอนของ Heinsenberg โดยแสวงหากลไก และอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ในจินตนาการมาต่อสู้เชิงเชิงความคิดกับ Bohr แต่ Bohr ก็ได้พบจุดบกพร่อง ในวิธีคิดและทฤษฎีที่ Einstein นำมาเสนอทุกครั้งไป ซึ่งก็ได้ทำให้ Einstein ท้อแท้ แต่ใจก็ยังไม่ยอมแพ้

เหตุผลหลักอีกประการหนึ่งที่ทำให้ Einstein รู้สึกไม่สบายใจในการยอมรับหลักการพื้นฐานของทฤษฎีควอนตัมคือ ทฤษฎีควอนตัมไม่สามารถพยากรณ์หรือทำนายเหตุการณ์ต่างๆ ได้แม่นยำ 100% แต่จะให้คำตอบเป็นโอกาสที่เหตุการณ์ต่างๆ จะเกิด ซึ่งการให้คำตอบในเชิงความเป็นไปได้นี้ Einstein ถือว่า เป็นวิทยาการที่ไม่สมบูรณ์ ดังเช่น Einstein อ้างว่า ในการทอดลูกเต๋า ถ้าเรามีรายละเอียดของรูปลักษณ์ และวิธีทอดลูกเต๋าอย่างสมบูรณ์ ทฤษฎีกลศาสตร์ของ Newton จะสามารถบอกได้ว่า หลังการทอด ลูกเต๋าจะออกหน้าใด แต่ Bohr ก็ชี้แจงว่า ในชีวิตจริง เราไม่มีวันจะรู้สมบัติทางกายภาพของลูกเต๋า และวิธีทอดอย่างสมบูรณ์ ดังนั้น เราจึงรู้แต่เพียงว่า โอกาสที่หน้าลูกเต๋าจะออกเลข 1, 2, 3, 4, 5, 6 ว่ามีค่าเท่ากับ 1/6 หรือในกรณีการสลายตัวของอะตอมกัมมันตรังสี นักฟิสิกส์ก็ไม่มีวันรู้ว่า ในบรรดาอะตอมที่เห็นนั้นอะตอมใดจะสลายตัวและเมื่อใด ดังนั้น การศึกษาเรื่องการสลายตัว จึงเป็นเรื่องของความเป็นไปได้อีกเช่นกัน

เมื่อได้รับคำชี้แจงเช่นนี้ Einstein จึงคิดว่า โครงสร้างเชิงคณิตศาสตร์ของทฤษฎีควอนตัมที่ Bohr กับสานุศิษย์สร้างนั้น กำลังพยายามทำนายเหตุการณ์ต่างๆ จากข้อมูลที่ไม่สมบูรณ์ และสำหรับตัว Einstein เองนั้นเชื่อมั่น 100% ว่าอนาคตเป็นสิ่งทฤษฎีฟิสิกส์สามารถทำนายได้ เหนือสิ่งอื่นใด Einstein คิดว่า “God does not play dice with the world” ส่วน Bohr นั้นคิดว่า เพราะมนุษย์ไม่มีทางจะรู้ข้อมูลทุกรูปแบบอย่างสมบูรณ์ ดังนั้น ทฤษฎีฟิสิกส์จึงทำนายได้เพียงโอกาสเท่านั้นเอง

ในปี 1935 Einstein กับ Boris Podolski และ Nathan Rosen ได้นำเสนองานวิจัยชิ้นหนึ่งที่ Einstein คิดว่า สามารถจะล้มล้างทฤษฎีควอนตัมได้อย่างสมบูรณ์ ในรายงานชิ้นนั้น Einstein กับคณะได้แสดงให้เห็นว่า ตามปกตินักฟิสิกส์สามารถทำการทดลองนานเพียงใดก็ได้ เช่นให้คู่อนุภาคเคลื่อนที่ไปไกลจากกันมาก แล้วจึงลงมือวัดตำแหน่งหรือโมเมนตัมของอนุภาคทั้งสอง ซึ่งถ้าวัดตำแหน่งหรือโมเมนตัมของอนุภาคหนึ่งได้ เพราะอนุภาคอยู่ไกลกันมาก ดังนั้น อนุภาคทั้งสองจะไม่รบกวนกันเลย นั่นแสดงว่า เราสามารถรู้โมเมนตัม และตำแหน่งของอนุภาคที่ 2 ได้อย่างแม่นยำ ดังนั้น วิชากลศาสตร์ควอนตัมในรูปแบบของ Bohr จึงยังไม่สมบูรณ์

แต่ Bohr ไม่เห็นด้วยกับข้อสรุปของ Einstein โดยอ้างว่า ปริมาณต่างๆ เช่น ตำแหน่งหรือโมเมนตัมจะมีความหมายหรือมีค่า ก็ต่อเมื่อผู้ทดลองลงมือวัด และผู้วัดต้องเลือกว่าจะวัดตำแหน่ง หรือวัดโมเมนตัม ซึ่งการวัดค่าเหล่านี้ต้องใช้อุปกรณ์ต่างรูปแบบกัน ดังนั้นเมื่อใช้อุปกรณ์หนึ่งซึ่งให้ข้อมูลละเอียด อีกอุปกรณ์หนึ่งก็จะไม่ให้ข้อมูลอะไรเลย และการตัดสินใจนี้ จะต้องกระทำเสมอไม่ว่าจะเป็นเวลาก่อนหรือหลังการลงมือวัดทุกครั้งไป ดังนั้นข้อสรุปของ Einstein จึงไม่ถูกต้อง

เพื่อสนับสนุน Einstein ว่าทฤษฎีควอนตัมยังไม่สมบูรณ์ David Bohm ได้นำเสนอทฤษฎีการมีตัวแปรซ่อนเร้น (hidden variable) แฝงอยู่ในกลศาสตร์ควอนตัมของ Bohr และ Heisenberg เพื่อกำจัดความไม่แน่นอนในการวัดค่าต่างๆ และขจัดประเด็นเรื่องความเป็นไปได้ของคำพยากรณ์ แต่การเสนอแนะนี้ได้นำความยุ่งยากเข้ามาในทฤษฎีของ Bohm คือนักฟิสิกส์ต้องตั้งสมมติฐานเพิ่มเติมว่า อนุภาคที่อยู่ไกลกันมากสามารถส่งอันตรกริยากระทำต่อกันได้ด้วยความเร็วสูงยิ่งกว่าความเร็วแสง ดังนั้น ทฤษฎีของ Bohm จึงไม่เป็นที่ยอมรับ

แบบจำลองอะตอมของ Niels Bohr ที่รู้จักกันดี



ในความเห็นของ Bohr นั้น แนวคิดเรื่องความไม่สามารถของมนุษย์ที่จะรู้ข้อมูลของปริมาณสองปริมาณอย่างละเอียดและพร้อมกันนั้นมีความสำคัญมาก จึงเห็นสมควรต้องมีชื่อพิเศษ ดังนั้น Bohr จึงคิดคำว่า “Complementarity” (เติมเต็ม) สำหรับเรื่องนี้ Bohr อธิบายว่า เราทุกคนสามารถพบได้ทั่วไป เช่น กรณีอิเล็กตรอนมีสมบัติความเป็นอนุภาคกับสมบัติความเป็นคลื่นซึ่งต่างก็เป็นสมบัติสองด้านของสิ่งเดียวกัน Bohr ได้นำแนวคิดเรื่อง Complementarity มาใช้กับปัญหาสังคมของมนุษย์ด้วย เช่น Bohr คิดว่าความยุติธรรมกับความกรุณาเป็นสมบัติเติมเต็มของกันและกัน เพราะถ้ามีความยุติธรรมมากก็จะขาดความกรุณา แต่ถ้ามีความกรุณามากความยุติธรรมก็จะไม่มี ดังนั้นเราจึงต้องพิจารณาประเด็นทั้งคู่ร่วมกันในการแก้ปัญหาใดๆ ของสังคม จึงจะทำให้เห็นภาพทั้งหมด ในงานเขียนของ Bohr ก็เช่นกัน เขาคิดว่า ความจริงและความชัดเจนก็เป็นเรื่องของ Complementarity เพราะใครก็ตามที่จะเขียนเรื่องที่ยากจะเข้าใจ จำต้องทิ้งรายละเอียดของความจริงบ้าง เพื่อให้คนที่อ่านบทความนั้นอ่านรู้เรื่อง

Niels Bohr และ ไอน์สไตน์

ปี 1913 จึงเป็นปีที่ Bohr ได้วางพื้นฐานของความเข้าใจเรื่องธรรมชาติของอิเล็กตรอนในอะตอม เมื่อถึงปี 1936 Bohr ก็ได้ช่วยให้เราเข้าใจธรรมชาติของนิวเคลียสในอะตอมดีขึ้น เพราะภายในนิวเคลียส บรรดาอนุภาคโปรตอนและนิวตรอนที่อยู่ในนิวเคลียสต่างก็มีการเคลื่อนที่ตลอดเวลา ดังนั้นเวลานิวเคลียสรับโปรตอนหรือนิวตรอน มันจะกลายเป็นนิวเคลียสใหม่เรียก นิวเคลียสผสม (compound nucleus) ซึ่งความรู้นี้นักฟิสิกส์ได้ใช้เป็นพื้นฐานในการศึกษาปฏิกิริยานิวเคลียร์ และการแยกตัวของนิวเคลียส (nuclear fission) Bohr จึงนับเป็นผู้บุกเบิกการศึกษานิวเคลียสผสมด้วย

ในช่วงเวลาที่เกิดสงครามโลกครั้งที่ 2 กองทัพนาซีได้บุกเข้ายึดครองเดนมาร์กตั้งแต่ปี 1941-1945 เหตุการณ์นี้ได้ทำให้ครอบครัว และชีวิตทำงานของ Bohr ที่สถาบัน มีปัญหามาก เพราะ Hitler มีโครงการสร้างระเบิดปรมาณู และต้องการความร่วมมือจาก Bohr ผู้ไม่ยินดีในลัทธินาซีเลย ดังนั้นในปี 1943 Bohr กับครอบครัวจึงต้องอพยพหลบหนีออกนอกประเทศไปสวีเดนโดยทางเรือในเวลากลางคืนเพื่อความปลอดภัย และจากสวีเดน Bohr กับลูกชายชื่อ Aage Bohr (รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 1975 จากผลงานทฤษฎีโครงสร้างของนิวเคลียส) ได้ถูกนำตัวขึ้นเครื่องบินทหารเพื่อบินไปอังกฤษ แล้วไปอเมริกา เพื่อเข้าทำงานในโครงการ Manhatton ซึ่งได้ผลิตระเบิดปรมาณูจนเป็นผลสำเร็จ แต่ Bohr ก็รู้สึกกังวลในเวลาต่อมาเมื่อพบว่า หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์สร้างระเบิดมหาประลัยได้ สิ่งที่ทุกคนจะต้องระมัดระวังคือการใช้อาวุธชนิดนี้ มิฉะนั้นระเบิดปรมาณูจะทำลายมนุษย์ชาติจนหมดสิ้น

ชีวิตของ Bohr ในบางช่วงก็เป็นเวลาที่ท้อแท้ เพราะมีหลายครั้งที่ Bohr ต้องพ่ายแพ้ในการโต้เถียงกับนักการเมือง เวลา Bohr กล่าวเตือนภัยของสงครามปรมาณู การพูดที่ค่อนข้างช้า (มาก) ของ Bohr มักทำให้นักการเมืองและนายทหารรู้สึกเบื่อหน่ายที่จะฟังเหตุผล เพราะคนเหล่านั้นต้องการการตัดสินใจทุกเรื่องอย่างรวดเร็ว ในที่สุด Bohr จึงต้องเขียนจดหมายเปิดผนึกถึงเลขาธิการขององค์การสหประชาชาติ ได้เตือนภัยอันตรายที่จะเกิดขึ้นเมื่อบรรดาประเทศมหาอำนาจพากันแข่งขันสร้างและสะสมระเบิดปรมาณู กับระเบิดไฮโดรเจนเพื่อป้องกันตัว

ในที่ประชุมเรื่อง “Niels Bohr and the Evolution of Physics in the 20th Century” ที่สำนักงานใหญ่ UNESCO ในกรุงปารีส เมื่อวันที่ 27 พฤษภาคม 1998 ผู้ที่เข้าร่วมประชุมได้ฟังคำบรรยายสดุดีการทำงานและความสำคัญของ Bohr ว่า เมื่อ Bohr เกิดในปี 1885 ไม่มีใครรู้ชัดว่าอะตอมมีจริงหรือไม่ และไม่มีใครรู้จักนิวเคลียสเลย แต่เมื่อโลกมี Bohr มนุษย์ก็เริ่มเข้าใจอะตอม Bohr ยังได้พัฒนาทฤษฎีนิวเคลียส และบุกเบิกวิชาเวชศาสตร์นิวเคลียร์ด้วย อีกทั้งเป็นบุคคลแรกที่เสนอแนะให้นักการเมืองทั้งฝ่ายตะวันตก และตะวันออกจัดประชุมสนทนากันในช่วงหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 เพื่อหามาตรการควบคุมและป้องกันภัยที่จะเกิดจากสงครามปรมาณู

ที่ประชุมยังได้กล่าวถึงประวัติของ Bohr ว่า Niles Bohr เกิดเมื่อวันที่ 7 ตุลาคม ค.ศ.1885 (ตรงกับรัชสมัยสมเด็จพระปิยมหาราช) ที่บ้านเลขที่ 14 ถนน Ved Stranden ใน Copenhagen ประเทศเดนมาร์ก บ้านที่เกิดเป็นบ้านของยาย Bohr มีพี่สาวชื่อ Jenny และน้องชายชื่อ Harald ซึ่งในเวลาต่อมาเป็นนักคณิตศาสตร์ที่มีชื่อเสียงโด่งดัง สมาชิกครอบครัวนี้ทุกคนรักและสนิทสนมกันมาก

บรรพบุรุษของ Niels Bohr มาจากชนชั้นสูง บิดาเป็นศาสตราจารย์ด้านสรีรวิทยาแห่งมหาวิทยาลัย Copenhagen ผู้เคยได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ถึงสองครั้ง ส่วนมารดามีเชื้อชาติยิวและมีญาติที่ทำธุรกิจธนาคาร

ในวัยเด็ก Bohr เล่นฟุตบอลเก่ง ว่ายน้ำเร็ว เป็นนักสกี และนักแล่นเรือใบเป็นคนแข็งแรงที่สามารถใช้ขวานโค่นต้นไม้ได้สบายๆ ซ่อมจักรยานเป็น สนใจวรรณกรรม และภาพศิลป์ มิได้เป็นคนที่มีความทะเยอทะยาน มีความสามารถด้านคณิตศาสตร์กับฟิสิกส์ค่อนข้างมาก เก่งภาษาเดนมาร์ก แต่ไม่ถนัดภาษาต่างประเทศ มีคราวหนึ่งที่ Bohr ต้องถวายตัวต่อกษัตริย์ Christian ที่ 10 เนื่องในโอกาสที่ได้รับโปรดเกล้าให้ดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ เมื่อ Bohr ถวายโค้งคำนับแล้ว กษัตริย์ได้ตรัสว่า ทรงดีพระทัยที่ได้พบนักฟุตบอลผู้มีชื่อเสียง ซึ่ง Bohr ก็ได้ทูลตอบว่า พระองค์ทรงเข้าพระทัยผิดพระเจ้าข้า เพราะนักฟุตบอลผู้มีชื่อเสียงคือน้องชายของข้าพเจ้า กษัตริย์ทรงตกพระทัยเล็กน้อย เพราะตามราชประเพณี ห้ามใครคนใดโต้แย้งคำตรัสของกษัตริย์กลางธารกำนัลอย่างเด็ดขาด ดังนั้น พระองค์จึงตรัสทักทาย Bohr ใหม่ แต่ในที่สุด Bohr ก็ทรงทูลว่า เขาก็เล่นฟุตบอลเหมือนกัน แต่มิได้มีชื่อเสียงในฐานะนักฟุตบอลมากเท่าน้องชาย ทันทีที่ได้ทรงทราบเรื่อง กษัตริย์ได้ตรัสว่า การเข้าเฝ้าได้สิ้นสุดแล้ว (“The audience is over.”) Bohr จึงถวายบังคมลา แล้วเดินถอยหลังลา ตามโบราณราชประเพณี

เมื่ออายุ 18 ปี Bohr ได้เข้าศึกษาที่มหาวิทยาลัย Copenhagen โดยเลือกฟิสิกส์เป็นวิชาเอก และเลือกดาราศาสตร์ เคมี กับคณิตศาสตร์เป็นวิชาโท อาจารย์ที่สอนเคมีเล่าว่า เวลาทดลองเคมี Bohr เป็นคนซุ่มซ่ามมาก เพราะทำหลอดทดลองที่ใช้บรรจุสารละลายแตกบ่อย และเพราะมหาวิทยาลัย Copenhagen ในสมัยนั้นไม่มีห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เลย ดังนั้น เวลา Bohr ต้องการทดสอบเรื่องที่อาจารย์สอน เขาจึงใช้ห้องปฏิบัติการสรีรวิทยาของบิดาเป็นห้องทดลองแทน แล้วให้น้องชายเป็นคนจดบันทึกข้อมูล

ในปี 1910 Niels Bohr วัย 25 ปี ได้รับปริญญาโท และอีกหนึ่งปีต่อมาก็ได้รับปริญญาดุษฎีบัณฑิต ในพิธีฉลองปริญญา แขกรับเชิญที่มาร่วมงานส่วนใหญ่เป็นนักฟุตบอล วิทยานิพนธ์ที่ Bohr นำเสนอคือเรื่อง “Studies on the electron theory of metals” ซึ่งใช้ทฤษฎีของ H.A. Lorentz เป็นหลักและ Bohr ก็ได้พบว่าทฤษฎีนี้มิสามารถอธิบายปรากฏการณ์ Hall ในหลายประเด็นได้ หัวข้อที่ Bohr ทำปริญญานิพนธ์นี้ อาจมีส่วนกระตุ้นให้ Bohr สนใจทฤษฎีควอนตัมในเวลาต่อมา

ในปี 1911 Bohr ได้ส่งจดหมายฉบับหนึ่งไปยังมูลนิธิ Carlsberg เพื่อขออนุมัติเงิน 2500 Kroner สำหรับเป็นค่าเดินทางไปทำวิจัยที่มหาวิทยาลัยในต่างประเทศเป็นเวลาหนึ่งปี และได้รับอนุมัติเงินตามที่ขอ ทั้งๆ ที่ Bohr ไม่ได้แนบประวัติการทำงานของตน หรือโครงการวิจัยที่จะทำไปด้วยเลย นั่นแสดงว่าชื่อเสียงของ Bohr ได้เป็นที่ยอมรับในระดับประเทศแล้ว

ในเดือนกันยายน ค.ศ.1912 Bohr ได้เดินทางไปมหาวิทยาลัย Cambridge เพื่อทำงานวิจัยภายใต้การดูแลของ J.J. Thomson เมื่อพบกันเป็นครั้งแรก Bohr ได้ชี้ให้ Thomson เห็นข้อผิดพลาดที่ Thomson เขียนในตำรา Conduction of Electricity through Gases แต่ Thomson ไม่สนใจคำติง คงเพราะ Bohr พูดอังกฤษไม่คล่อง และ Thomson ฟัง Bohr ไม่รู้เรื่อง บรรยากาศการพบปะระหว่างคนทั้งสอง ในเวลาต่อมาจึงแห้งแล้ง จนกระทั่ง Bohr พบ Rutherford ชีวิตของ Bohr ก็เริ่มเปลี่ยนแปลงอย่างมโหฬาร

ณ ช่วงเวลานั้น ไม่มีนักฟิสิกส์คนใดเคยเห็นอะตอมเลย หลายคนเชื่อว่าธรรมชาติมีอะตอม ทั้งๆ ที่ไม่มีหลักฐานใดๆ ยืนยัน จนกระทั่งเดือนพฤษภาคม ค.ศ.1911 (ซึ่งเป็นเวลา 6 เดือนก่อนที่ Rutherford กับ Bohr จะได้พบกันเป็นครั้งแรก) Rutherford แห่งมหาวิทยาลัย Manchester ก็ได้ประกาศการพบนิวเคลียสในอะตอม และในเดือนมีนาคม ค.ศ.1912 Bohr ได้เดินทางถึง Manchester ตามคำชวนของ Rutherford ผู้ซึ่ง Bohr ยอมรับในเวลาต่อมาว่าเป็นนักวิทยาศาสตร์คนสำคัญที่สุดในชีวิตของเขา เพราะนอกจากนิวเคลียสที่ Rutherford พบได้ช่วยให้ Bohr นำไปใช้ในการสร้างทฤษฎีอะตอมแล้ว อุปนิสัยและสไตล์การทำงานของ Rutherford ก็ยังมีอิทธิพลต่อวิธีทำงานของ Bohr ด้วย คุณงามความดีเหล่านี้ ทำให้ Bohr ยกย่อง Rutherford เสมือนเป็นบิดาคนที่สองของเขา

ในวันที่ 6 กรกฎาคม ค.ศ.1912 Bohr ได้เขียนบันทึกสั้นๆ ถึง Rutherford ว่า ในการจะอธิบายเสถียรภาพของอะตอม นักฟิสิกส์ต้องใช้ฟิสิกส์รูปแบบใหม่ (ทฤษฎีควอนตัม) ของ Planck มิใช่ฟิสิกส์ของ Newton และ Maxwell แล้วเดินทางกลับเดนมาร์ก เพื่อเข้าพิธีสมรสกับ Margrethe Norlund ในวันที่ 1 สิงหาคม ค.ศ.1913

ในเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ.1913 Bohr ได้เห็นสูตรของ Johann Balmer ผู้เป็นครูฟิสิกส์สอนระดับมัธยมศึกษาในสวิสเซอร์แลนด์ ซึ่งได้แสดงในปี 1885 ว่า ความยาวคลื่นของเส้นสเปกตรัมจากอะตอมไฮโดรเจนทุกเส้นสามารถคำนวณได้จากสูตร

 

1/λ m = R [ 1/22 - 1/m2]

เมื่อ m = 3, 4, 5 … R คือ ค่าคงตัว Rydberg และ λ m คือความยาวคลื่น

สูตรนี้ได้ทำให้ Bohr คิดหนัก จนในที่สุดก็เห็นทางออก ถ้าเขาตั้งสมมติฐานว่า อิเล็กตรอนที่โคจรรอบอะตอม ถ้าอิเล็กตรอนนั้นอยู่ในสถานะที่มีพลังงานน้อยที่สุด (สถานะพื้นฐาน) มันจะไม่แผ่รังสี นี่คือสมมติฐานที่นับว่า แหวกแนวและแหกกฎฟิสิกส์มากที่สุด แต่ครั้นเวลาอยู่ในสถานะอื่น (สถานะกระตุ้น) อิเล็กตรอนจะพยายามกลับคืนสู่สถานะพื้นฐาน แล้วปล่อยพลังงานออกมาในรูปของแสง โดยที่ผลต่างระหว่างพลังงานของสองสถานะนั้นเป็นไปตามสมการ E=h ν เมื่อ ν คือ ความถี่ของแสง และ hคือ ค่าคงตัวของ Planck และในการคำนวณนี้ Bohr ได้กำหนดให้ โมเมนตัมเชิงมุมของอิเล็กตรอนในวงโคจรที่ n คือ Ln = n (h/2 𝝅) โดย n=1, 2, 3, ... ในที่สุด Bohr ก็ได้พบว่า ค่าคงตัว Rydberg R= (2 𝝅2e4m) / h3
เมื่อ e และ m คือ ประจุและมวลของอิเล็กตรอนตามลำดับ และนี่คือ ค่า R ที่ได้จากการคำนวณ ซึ่งสอดคล้องกับค่า R ที่วัดได้จากการทดลองเป็นอย่างดีมาก จน Bohr ถือว่านี่เป็นผลการคำนวณที่สำคัญที่สุดในชีวิต ทั้งๆ ที่ค่านี้เป็นผลที่ได้จากการตั้งสมมติฐานที่ “เลื่อนลอยและขัดแย้ง” กับทฤษฎีฟิสิกส์ทั้งหลายที่คนทั้งโลกได้ร่ำเรียนมา แต่เมื่อถึงปี 1925 (คืออีก 12 ปีต่อมา) ความขัดแย้งทั้งหลายเหล่านี้ก็ถูกขจัดไป เมื่อโลกมีวิชากลศาสตร์ควอนตัม

Niels Bohr และครอบครัว

ผลงานของ Bohr ในปี 1913 ได้จุดประกายให้นักฟิสิกส์ทั่วโลกตื่นตัวรับกลศาสตร์ควอนตัมมากขึ้น Bohr เองก็ได้คำนวณค่าคงตัว Rydberg ของฮีเลียมไอออนที่มีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว (ตามปกติอะตอมฮีเลียมมีอิเล็กตรอน 2 ตัว) และพบว่า ค่าที่คำนวณได้ตรงกับค่าที่วัดได้จากการทดลองอย่างน่าอัศจรรย์ใจ แต่สำหรับสเปกตรัมของแสงจากอะตอมของฮีเลียมที่มีอิเล็กตรอน 2 ตัว ผลการคำนวณและผลการทดลองแตกต่างกันถึง 4% (ทั้งนี้เพราะอิเล็กตรอน 2 ตัวในอะตอมฮีเลียมมีอันตรกิริยาไฟฟ้าต่อกัน) แต่ในที่สุดความแตกต่างนี้ก็ถูกกำจัดด้วยเทคนิคของกลศาสตร์ควอนตัมในปี 1926

ในเดือนเมษายน ค.ศ.1916 Bohr ได้รับแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์ฟิสิกส์ทฤษฎีแห่งมหาวิทยาลัย Copenhagen และอีก 5 ปีต่อมาสถาบัน Institute for Theoretical Physics ที่ Bohr จัดตั้งก็เปิดดำเนินการให้นักฟิสิกส์หนุ่มสาวจากทั่วโลก เช่นจาก ออสเตรีย เบลเยี่ยม แคนาดา จีน เยอรมนี ฮอลแลนด์ ฮังการี อินเดีย ญี่ปุ่น นอร์เวย์ โปแลนด์ โรมาเนีย สวิสเซอร์แลนด์ อังกฤษ อเมริกา และรัสเซียมาทำงานร่วมกัน และนักฟิสิกส์คนสำคัญได้แก่ Werner Heisenberg, Paul Dirac, Otto Frisch และ Lise Meitner เป็นต้น คนวัยหนุ่ม-สาวเหล่านี้ล้วนมี Bohr เป็นที่ปรึกษา และบางคนก็ได้รับทุนวิจัยจากสถาบันของ Bohr

ในปี 1922 Bohr ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ซึ่งถ้าเป็นยุคนี้ ข่าวการรับรางวัลต้องอยู่หน้าหนึ่งของหนังสือพิมพ์ ทุกฉบับ แต่ในสมัยนั้น หนังสือพิมพ์ The New York Times ฉบับวันที่ 10 พฤศจิกายน 1922 ได้ลงข่าวในหน้า 4 คอลัมน์ 2 แต่เพียงสั้นๆ ว่า คณะกรรมการรางวัลโนเบลได้มอบรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 1921 แก่ Albert Einstein และรางวัลโนเบลประจำปี 1922 แก่ศาสตราจารย์ Niels Bohr แห่งมหาวิทยาลัย Copenhagen

ในปี 1925 ที่วิชากลศาสตร์ควอนตัมถือกำเนิด จนกระทั่งถึงเดือนมีนาคม ค.ศ.1927 ที่ Heisenberg แถลงหลักความไม่แน่นอน และในวันที่ 16 กันยายน ค.ศ.1927 ในที่ประชุม Volta Meeting ที่ทะเลสาบ Como ประเทศอิตาลีซึ่ง Bohr ได้นำเสนอหลักการเติมเต็ม (Principle of Complementarity) และได้อธิบายความหมายของหลักความไม่แน่นอนเป็นครั้งแรก และตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา Bohr ก็ได้เริ่มสนใจการใช้ภาษาและถ้อยคำในการอธิบายและสื่อสารความหมายของกลศาสตร์ควอนตัม เช่น Bohr ได้ชี้ให้เห็นว่า คำถามที่ว่าอิเล็กตรอนเป็นคลื่นหรือเป็นอนุภาคกันแน่ มีความหมายเฉพาะในกลศาสตร์ยุคเก่าเท่านั้น แต่ในกลศาสตร์ควอนตัมของยุคใหม่ คำถามดังกล่าวไม่มีความหมายเลย เพราะอิเล็กตรอนจะเป็นอะไรขึ้นกับอุปกรณ์ที่ใช้ตรวจจับ เช่น ถ้าจัดการทดลองเพื่อแสดงว่ามันเป็นคลื่น มันก็จะเป็นคลื่น และถ้าจัดการทดลองให้มันเป็นอนุภาค มันก็จะเป็นอนุภาค ดังนั้น คำถามที่ทุกคนควรถามเกี่ยวกับเรื่องนี้คือ อิเล็กตรอนประพฤติตัวเหมือนคลื่น หรือเหมือนอนุภาค เพราะถ้าถามเช่นนี้ ทุกคนก็จะตอบได้ทันที

หลังการประชุมที่ Como หนึ่งเดือน บรรดานักฟิสิกส์ระดับสุดยอดของโลกได้เดินทางไปประชุมกันที่ Solvay Congress ครั้งที่ 5 ที่กรุง Brussels ในเบลเยี่ยมและนี่เป็นการประชุมที่ Einstein ได้ออกมาวิพากษ์วิจารณ์ความไม่สมบูรณ์ของวิชากลศาสตร์ควอนตัมเป็นครั้งแรกว่าขอยืนกรานไม่ยอมรับทฤษฎีควอนตัม และคิดว่าทฤษฎีนี้ยังไม่สมบูรณ์

ในวันที่ 11 ธันวาคม ค.ศ.1931 สถาบัน Academy of Sciences แห่งเดนมาร์ก ได้ลงมติให้ Bohr เข้าพำนักในปราสาท Aeresbolig ของบริษัทเบียร์ Carlsberg เป็นการให้เกียรติ แก่ Bohr ในช่วงเวลานั้น Bohr ได้หันเหความสนใจฟิสิกส์ของอะตอมไปสู่ฟิสิกส์ของนิวเคลียสแล้ว ทำให้มีความต้องการอุปกรณ์ทดลองราคาแพง แต่ก็ได้รับการสนับสนุนเป็นอย่างดีจากบริษัทเอกชน รวมถึงสถาบันกษัตริย์ด้วย เดนมาร์กจึงมีเครื่องเร่งอนุภาค cyclotron, เครื่องเร่งอนุภาคแบบ Cockcroft-Walton และเครื่องเร่งอนุภาคแบบ Van der Graaff สำหรับบทบาทของการวิจัยของ Bohr ในช่วงนี้คือ ได้เสนอทฤษฎีปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันว่า มีสองขั้นตอน คือ ในเบื้องต้นอนุภาคกระสุนได้เข้าไปรวมตัวกับนิวเคลียสเป้า ทำให้เกิดนิวเคลียสผสม แล้วในขั้นสองนิวเคลียสผสมได้แบ่งตัว

ผลงานฟิสิกส์นิวเคลียร์ที่สำคัญอีกชิ้นหนึ่งซึ่ง Bohr กับ John Wheeler ได้พบในปี 1939 คือ ได้พบว่าเวลายิงนิวเคลียสของไอโซโทป U-235 (ยูเรเนียม) ด้วยอนุภาคนิวตรอนที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำ นิวเคลียสจะแบ่งตัว และปลดปล่อยพลังงานออกมา

ในเวลาต่อมา Bohr ได้ริเริ่มนำฟิสิกส์นิวเคลียร์ไปใช้ในวิชาชีววิทยา เมื่อได้เสนอให้ Georg von Hevesy นำไอโซโทปกัมมันตรังสีมาทดลองใช้ในสิ่งมีชีวิต ผลงานนี้ได้ทำให้เกิดวิชาเวชศาสตร์นิวเคลียร์ ซึ่งมี Hevesy เป็นบิดา และ Bohr เป็นปู่

เมื่อสงครามโลกครั้งที่ 2 อุบัติ เหตุการณ์นี้ได้เปลี่ยนวิถีชีวิตของ Bohr มาก ดังในปี 1943 เพื่อนๆ ได้กล่าวเตือน Bohr ว่า เขากำลังจะถูกทหารนาซีจับกุม Bohr จึงต้องหลบหนีไปอเมริกาเพื่อเป็นที่ปรึกษาของโครงการ Manhatton ที่จะสร้างระเบิดปรมาณู และเมื่อสงครามสงบ Bohr ได้หันมาสนใจเรื่องความสำคัญและบทบาทของระเบิดปรมาณูในแง่การเมืองระหว่างประเทศ

ในบั้นปลายชีวิต Bohr เป็นบุคคลสาธารณะของโลกที่ได้รับการยกย่องเทียบเท่าราชวงศ์ในปี 1955 ที่ Bohr มีอายุครบ 70 ปี สมเด็จพระราชาและพระราชินีแห่งเดนมาร์กได้เสด็จมาอวยพรวันเกิด นายกรัฐมนตรีเดนมาร์กได้กล่าวอวยพร Bohr ทางสถานีวิทยุกระจายเสียง พระราชินี Elizabeth ที่ 2 และพระสวามี รวมถึงสมเด็จพระราชินีสิริกิติ์แห่งประเทศไทย ก็เคยเสด็จมาเยี่ยม Bohr ท่านนายกรัฐมนตรี Jawaharlal Nehru แห่งอินเดียและ David Ben Gurion แห่งอิสราเอล ก็ได้มาทักทาย Bohr ทุกครั้งที่มีรัฐบุรุษเดินทางมาเยือนเดนมาร์กอย่างเป็นทางการ ทุกคนก็จะขอโอกาสมาเยี่ยม Bohr เมื่อหนังสือพิมพ์ Politiken สำรวจความคิดเห็นของประชาชนเดนมาร์กว่า ใครคือคนที่ได้พัฒนาประเทศเดนมาร์กมากที่สุด คำตอบคือ Bohr

หลังสงครามโลกครั้งที่ 2 Bohr ทำหน้าที่เป็นรัฐบุรุษอาวุโสแห่งชาติ ได้เดินสายไปบรรยายตามที่ต่างๆ และเดินทางไปต่างประเทศบ่อย นอกจากนี้ก็ได้มีบทบาทในการจัดตั้งศูนย์วิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (CERN) ที่ Geneva และ NORDITA เป็นต้น

เมื่อถึงวันที่ 18 พฤศจิกายน ค.ศ.1962 Bohr ได้เสียชีวิตที่ปราสาท Carlsberg ด้วยโรคหัวใจล้มเหลว บุคคลสำคัญทั่วโลกได้ส่งสารแสดงความเสียใจต่อภรรยา Margrethe และครอบครัว สำหรับที่ CERN มีการลดธงของบรรดาประเทศสมาชิกลงครึ่งเสาเป็นการแสดงการคารวะ Bohr เป็นครั้งสุดท้าย และที่องค์การสหประชาชาติที่ New York ก็มีพิธีระลึก ส่วนที่ประชุมของ UNESCO ที่ปารีสก็มีการยืนไว้อาลัย Bohr นาน 1 นาที

เถ้าอังคารของ Bohr ถูกนำไปฝังที่สุสานของครอบครัวในเมือง Copenhagen ใกล้กับเถ้าอังคารของบรรดาญาติๆ ที่ Bohr รัก

อ่านเพิ่มเติมจาก The Philosophical Writings of Niels Bohr ที่จัดพิมพ์โดย OX Bow Press, Woodbridge, Connecticut ปี 1987

และ Niels Bohr’s Times. In Physics, Philosophy and Polity โดย Abraham Pais จัดพิมพ์โดย Clarendon (Oxford University Press) New York, 1991


Views: 630

ความคิดเห็นแรก

Only registered users can write comments.
Please login or register.

Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6
AkoComment © Copyright 2004 by Arthur Konze - www.mamboportal.com
All right reserved

< ก่อนหน้า   ถัดไป >
ขณะนี้มี 23 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 8089434  คน
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ฟิสิกส์ 1 (ภาคกลศาสตร์)
ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)
ฟิสิกส์ 2
กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์
เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์ 2 (บรรยาย)
ฟิสิกส์พิศวง
สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์
วีดีโอการเรียนการสอน
แผ่นใสการเรียนการสอน
เอกสารการสอน PDF
หน้าแรกในอดีต

ทั่วไป
การทดลองเสมือน
บทความพิเศษ
ตารางธาตุ(ไทย1)
พจนานุกรมฟิสิกส์
ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์
ธรรมชาติมหัศจรรย์
สูตรพื้นฐานฟิสิกส์
การทดลองมหัศจรรย์
กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

บททดสอบ
แบบฝึกหัดกลาง
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
แบบทดสอบ
ความรู้รอบตัวทั่วไป
อะไรเอ่ย ?
ทดสอบ(เกมเศรษฐี)
คดีปริศนา
ข้อสอบเอนทรานซ์
เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
แบบฝึกหัดออนไลน์

สรรหามาฝาก
คำศัพท์ประจำสัปดาห์
ความรู้รอบตัว
การประดิษฐ์แของโลก
ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ
นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง
สุดยอดสิ่งประดิษฐ์
การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

การเรียนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
การวัด
เวกเตอร์
การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ
การเคลื่อนที่บนระนาบ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
การประยุกต์กฎของนิวตัน
งานและพลังงาน
การดลและโมเมนตัม
การหมุน
สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
การเคลื่อนที่แบบคาบ
ความยืดหยุ่น
กลศาสตร์ของไหล
กลไกการถ่ายโอนความร้อน
เทอร์โมไดนามิก
คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
คลื่น
การสั่น และคลื่นเสียง
ไฟฟ้าสถิต
สนามไฟฟ้า
ความกว้างของสายฟ้า
ตัวเก็บประจุ
ศักย์ไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก
การเหนี่ยวนำ
ไฟฟ้ากระแสสลับ
ทรานซิสเตอร์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงและการมองเห็น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
กลศาสตร์ควอนตัม
โครงสร้างของอะตอม
นิวเคลียร์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!