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尼尔斯·玻尔

尼尔斯·玻尔

尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔（简称：尼尔斯·玻尔，丹麦文：Niels Henrik David Bohr，1885年10月7日—1962年11月18日），丹麦物理学家，现代物理学创始人之一，丹麦皇家科学院院士，曾获丹麦皇家科学文学院金质奖章，曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位，1922年获得诺贝尔物理学奖，生前是哥本哈根理论物理研究所所长，俄罗斯科学院外国通讯院士，骑象勋爵。

1885年10月7日，玻尔出生于丹麦哥本哈根，从小学习成绩优异并是当地著名的AB足球俱乐部的主力球员。1903年，玻尔进入哥本哈根大学师从丹麦物理学家斯蒂安·克里斯蒂安森主修物理学，并分别于1909年、1911年获得哥本哈根大学的理学硕士和哲学博士学位。1911年10月，奥格·玻尔前往英国剑桥大学卡文迪许实验室与电子的发现者汤姆孙合作，几个月后玻尔又转赴曼彻斯特大学，与原子核的发现者、著名物理学家欧内斯特·卢瑟福长期共事。回国后，1913年，玻尔担任曼彻斯特大学物理学助教。1916年，玻尔担任哥本哈根大学物理学教授。1917年，玻尔当选为丹麦皇家科学院院士，1921年3月3日，玻尔研究所正式成立，35岁的玻尔担任所长，先后与克拉默、菲利克斯·克莱因、沃尔夫冈·泡利、海森伯格、亥威西等获得过诺贝尔科学奖的物理学家一起工作，形成了著名的“哥本哈根学派”。1922年，玻尔以“对原子结构以及从原子发射出的辐射的研究”获诺贝尔物理学奖。1927年奥格·玻尔提出了“互补理论”，以解释量子理论的矛盾之处，在同年进行的国际物理学会议上，首次公开发表了他的互补观点。1940年4月，第二次世界大战爆发后纳粹德国侵占丹麦，玻尔一直与法西斯主义斗争，当被下达逮捕命令后于1943年逃离丹麦前往英美，参加了制造原子弹工作。战争结束玻尔重返祖国，1947年被丹麦政授予"骑象勋爵"，1952年担任欧洲原子核研究中心主席，1955年，他参加创建北欧理论原子物理学研究所，并担任管委会主任。同年，他任丹麦原子能委员会主席，1957年获首届原子能和平用途奖。1962年11月18日，玻尔因心脏病突发在丹麦逝世，享年77岁。

奥格·玻尔一生致力于物理学研究，通过引入量子化条件，提出了玻尔模型来解释氢原子光谱，提出互补原理和量子力学。作为哥本哈根学派的创始人，玻尔被认为是20世纪上半叶与阿尔伯特·爱因斯坦并驾齐驱的、最伟大的物理学家之一，在20世纪世纪的前30年对量子理论的发展做出了重大贡献。为了纪念玻尔，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）将第107号元素命名为𬭛。

人物生平

早年经历

1885年10月7日，尼尔斯·玻尔出生于丹麦首都哥本哈根，他的祖父老玻尔曾担任过玻尔霍姆岛上语法学校的校长。由于他学识渊博又为人和善，成为当地最受尊敬的长者；父亲克里斯丁·玻尔是哥本哈根大学生理学教授，作为一名优秀的科学家，克里斯丁·玻尔最具影响力的著作是关于二氧化碳对血色素释放氧气的影响，他因此在1907年和1908年两度获得诺贝尔生理学或医学奖提名；玻尔的外祖父是位富有的商人兼银行家，母亲爱伦·艾德勒则是出身于这个富有的犹太人家庭。

玻尔在一个科学与运动风气兼具的家庭氛围中长大，父亲克里斯丁·玻尔除了是大学教授还十分热爱运动，将足球这项运动引进哥本哈根，成为了AB俱乐部（曾是丹麦足坛最成功的俱乐部之一）的理事。1899年，玻尔和弟弟一同被选进了AB俱乐部初级部，随后又进入了第一梯队，并在一年时间里成为俱乐部的主力选手。1905年玻尔因在比赛中思考数学题而导致球队丢分，随后他退出了足球运动，而比他小两岁的弟弟哈拉尔德·玻尔则进入到了丹麦国家男子足球队，参加过四场国际比赛，其中还包括1908年的1908年伦敦奥运会，通过梅开二度的表现帮助丹麦队获得银牌。

教育经历

玻尔从小学时就是一个思想敏锐的学生，他从七岁起开始在当地颇有名气的伽末尔霍姆拉丁语学校学习，除了丹麦语写作之外，他的绝大部分科目都成绩优异，到了高年级，他在科学方面的才能越发显现,，能发现教材上的错误或漏洞。课余时间，爸爸常常带着尼尔斯·玻尔和他弟弟海拉德·玻尔一块去远足、郊游，边走边给他们哥俩介绍各方面的知识。从小学到中学，尼尔斯·玻尔越来越显示出他特有的智慧，他的历史、语文、拉丁语每次都是班上第一名，数学、物理成绩也名列前茅。

1903年，18岁的尼尔斯·玻尔进入哥本哈根大学数学和自然科学系，主修物理学，兼修数学、天文学等。他的物理学导师是继奥斯特、洛仑兹之后又一位有才能的丹麦物理学家斯蒂安·克里斯蒂安森，他也是经常和玻尔父亲聚会谈论问题的物理学教授之一，对玻尔影响很大。克里斯蒂安森一直担任玻尔的导师，指导玻尔作硕士论文和博士论文，为玻尔打下了很好的物理学基础。

1905年，丹麦皇家科学协会悬奖征求物理学方面的优秀论文，规定的研究课题是液体的振动，以便确定液体表面的张力系数。玻尔在父亲的实验室进行一系列实验，他首先进行了谨慎细微的实验条件配备工作。为了获得足够长而稳定的射流，玻尔选用较长的玻璃管通以水流。但为了在水的射流表面上产生波，管子截面要非正圆形的，于是他选用了椭圆形截面。经过日以继夜的工作，玻尔费了大量的时间搞测量，最终成功地分析了水射流的性状，另外，他还对当代著名物理学家瑞利爵士的理论进行了拓展，得出了出人意料的结论，即在确定表面张力时，还有些附加因素应该考虑进去。经过约两年的辛勤劳动，玻尔终于完成了论文。在这篇论文里，他成功地确定了水的表面张力系数，并以此为实践依据，推论出有关液体张力系数理论的许多重大新成果。竞赛委员会经过对雪片般的论文逐个筛选，最后选中了两篇论文，其中一篇就来自于玻尔，他因此获得了丹麦皇家科学文学院的金质奖章。

1909年，玻尔开始准备他的硕士论文，玻尔的论文是导师克里斯蒂安森给的题目——《金属的电子理论》，玻尔后来又将他的硕士学位论文进一步发挥与扩充成其博士学位论文。当时金属电子论还处在草创时期，玻尔为此查阅了大量资料，并对其进行全面的批判研究，独辟蹊径地提出自己的观点。这段时间的工作使他的研究能力大为提高，也为他今后的研究打下了基础。1909年6月28日，玻尔向哥本哈根大学递交了他用了六个星期就完成的硕士论文，此后玻尔又用了半年的时间完成了博士论文，1911年5月13日，玻尔在博士论文答辩会上受到高度赞誉。哥本哈根的一家报纸这样写道：科学新星尼尔斯·玻尔只用了一个半小时，就以博士的身份离开了大学。希加德教授第一个发表评论，只从论文的语言方面批评了一下，其余都是赞誉了。克里斯蒂昂也是如此，他只是对这篇论文未能以外文写成而表示遗憾，并且说：“玻尔所写的东西，所提出的问题，都是太新颖，太不寻常了，以至于没有人能够对他提出问题。”玻尔分别于1909年、1911年获得哥本哈根大学的理学硕士和哲学博士学位。

工作与科研经历

英国研学

1911年10月，玻尔前往英国剑桥大学卡文迪许实验室与电子的发现者约瑟夫·约翰·汤姆孙合作，但是两人的合作并不愉快，汤姆孙喜欢主导一切，而玻尔又过于固执己见，正当玻尔为自己的前途忧心忡忡之时，曼彻斯特大学著名物理学家卢瑟福将要来剑桥参加每年一度的亨利·卡文迪许聚餐会并作讲演。玻尔早就了解到卢瑟福是一位了不起的物理学家兼化学家，他确定了放射性辐射中的两种射线：α射线和射线；并发现了针族元素的放射性衰变规律；此外卢瑟福还宣布α粒子的电荷数是氢离子电核数的两倍，证实了α粒子就是带电的氦核，并且获得了1908年的诺贝尔化学奖。在得到卢瑟福的肯定后，1912年4月，玻尔来到曼彻斯特，在这里他结实了来自世界各地的最有能力的青年学生，并且归纳出了即将导致物理学革命的观念。在曼切斯特的四个月的时间里，通过研究，玻尔从经典电动力学不适用于原子领域这个观念向前跨出关键的一大步，形成了把马克斯·普朗克和阿尔伯特·爱因斯坦的量子理论用于决定原子状态的想法。卢瑟福也不掩盖对玻尔的欣赏，他曾对人说过，这个年轻的丹麦人，是他遇到的最有才智的小伙子。玻尔从此把主要精力集中在了原子和原子核的研究上。

“三部曲”问世

1912年7月，玻尔离开英国回到了丹麦。8月他完成人生大事迎娶妻子玛格丽特，婚后玛格丽特全力支持丈夫的事业，玻尔早期的很多论文和信函不少出自玛格丽特的手笔。

1913年，尼尔斯·玻尔进入哥本哈根大学讲授物理学，并在朋友的建议下开始研究原子结构，1913年2月，玻尔的同事汉森拜访他，提到了1885年瑞士数学教师约翰·巴耳末（Johann Jakob Balmer）的工作以及巴耳末公式，玻尔顿时受到启发。这件事被称为玻尔的“二月转变”。玻尔随后撰写了长篇论文《论原子和分子的组成》，经过多次征求欧内斯特·卢瑟福的意见后，他把这篇绝非简练的论文推荐给了英国期刊《哲学杂志》，这篇论文分为三个部分分别刊登在杂志的第7、第9和第11期上。这三篇论文成为物理学史上的经典，被称为玻尔模型的“三部曲”，他在第一篇论文中着重阐述了有关辐射的发射和吸收，以及氢原子光谱的规律，在第二篇论文中论述了其它原子结构与周期表，在第三篇论文中探讨了分子结构。

在论文中，玻尔抛弃了经典的辐射理论，主要提出了两条假设：一是定态假设, 即电子只能稳定地处在某些分离的状态，离核越远的稳定态，具有越高的能量。处于稳定状态的电子不向外辐射能量；二是频率法则，即电子可在不同定态之间跃迁，只有在定态跃迁的一瞬间才会吸收或发出光( 频率为 ν) ，其能量等于定态之间的能量差 ΔE，ΔE=hν。

值得一提的是，奥格·玻尔所提供的绝不仅仅是什么氢原子理论或某种特定的、范围很小的细节理论；他摆在人们面前的是超出想象的、一望无垠的新世界的大致轮廓，为今后几十年微观物理学的发展制订了重要纲领。金斯和阿尔伯特·爱因斯坦等也都先后对此作出高度评价，“三部曲”成了当时最有影响的原子理论。由于玻尔的理论是为了解释欧内斯特·卢瑟福的原子模型的，因此，后来科学界有些人称之为“卢瑟福——玻尔原子模型”。

创建哥本哈根学派

1914年，玻尔前往位于曼彻斯特的维多利亚大学任教。1916年，玻尔回到丹麦担任哥本哈根大学物理学教授。1917年，玻尔当选为丹麦皇家科学院院士。1918年，玻尔的老师卢瑟福亲自写信邀请玻尔去英国任职，并许以年薪200英镑（相当于玻尔在丹麦收入的 2倍），但玻尔还是回信婉拒，以此来回报哥本哈根大学对他工作的支持。1920年，玻尔创立了哥本哈根理论物理研究所，并任所长，在此后的40年他一直担任这一职务。

1921年3月3日，在近代物理史上有重大影响的玻尔研究所正式成立，35岁的玻尔担任所长，此后担任该职位长达40年。成立初期，研究所只有9人。但从20世纪20年代起，先后到这里工作的著名物理学家有63人，来自17个国家，其中5人先后获得诺贝尔奖。如克拉默、克莱因、泡利、海森堡和亥威西等都在这里建立了辉煌的业绩。玻尔还与学生们共同提出对量子物理学理论的彻底解释——物质大小只有被“观察者”测量时才能被确定或存在。最终开创了量子力学的辉煌时代，使得玻尔研究所成为世界著名的三大研究所之一，形成了著名的“哥本哈根学派”。

玻尔的名字和他的研究所渐渐地成了年轻物理学家心中的偶像和圣地。奥格·玻尔无须通过烦琐的计算就能把握住一个课题，以及他不用动手做实验就能设计出一项实验来，给来自荷兰的卡希米尔留下深刻的印象。大家把玻尔的这种本领称作“直觉捕捉”。卡希米尔在回忆和玻尔共同工作的岁月时说：“这是他的工作特点之一，这使他不仅成了一位伟大的理论物理学家，还是一位不动手的实验物理学家和不搞发明的发明家。”

获诺贝尔奖

1921年10月18日，玻尔在哥本哈根的物理学会和化学学会的联席会议上，发表了题为《各元素的原子结构及其物理性质和化学性质》的长篇演讲，系统地阐述了他的关于原子结构和元素周期表的理论，引起了与会者们的强烈反响。在这篇演讲中，奥格·玻尔在他的理论和对应原理的指引下，考虑了周期表中从氢开始的各种元素的原子结构。运用光谱学数据向人们展示了他的原子设计，比较详细地勾勒了理论轮廓，这篇具有代表性的讲演，反映了20年代初期原子理论的水平。讲稿很快被译成德文本和英文本，并被收集在几本论文集内，向世界迅速传播。讲稿中玻尔关于第72号元素的预言，引起了人们广泛的关注。

1921年11月，伦敦皇家自然知识促进学会授予玻尔最高荣誉——一枚休斯奖章，以表彰他在原子结构方面的工作。玻尔还被接纳为英国皇家学会的名誉会员。1922年，玻尔以“对原子结构以及从原子发射出的辐射的研究”获诺贝尔物理学奖。在获奖感言中，他详述了当时旧量子论的原子结构和对应原理。对应原理阐明，在系统量子数非常大的情况下，对于系统的物理行为，利用量子理论所得到的结果应该与利用经典理论得到的结果非常近似。1923年，玻尔接受曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位。

提出“互补理论”

作为玻尔的学生和追随者，海森伯格在1925年提出了量子理论第一个缜密的数学公式。也正是他，推导出了著名的不确定原理。该原理提出，不可能同时知道一个粒子的位置和动量。但玻尔将这一论点泛化为一种总体上的哲学方法，于1927年提出了“互补理论”，以解释量子理论的矛盾之处。互补原理指出，某些物体具有看起来相互矛盾的两种性质。有时我们可以在一个对象的不同面相间切换，以观察这些矛盾的属性，但我们不能同时观察到两者。奥格·玻尔说，我们应该专注于测量结果，而不是问为什么我们不能同时讨论动量和位置，或者为什么光有时表现为波，有时表现为粒子。玻尔在1936年写道：“由于研究对象和测量仪器之间不可避免的相互作用，我们不再具备讨论物理对象自主行为的立场，于是必须在逻辑上放弃原子物理学的因果关系观念。”玻尔这一理论的提出，奠定了量子力学的基础，为此成为量子理论的创始人之一。

与爱因斯坦论战

1927年9月，玻尔应邀参加在意大利的科摩湖畔召开的国际物理学会议。奥格·玻尔在会上宣读了题为“量子假设及原子理论的新发展”的论文，第一次公开发表了他的具有革命性的互补观点。由此引发了20世纪物理学界两位巨头最著名的论战——玻尔与爱因斯坦大辩论。爱因斯坦早期对量子力学的发展做出了重要的贡献，比如首次提出了光量子的假设，成功的解释了光电效应。后来爱因斯坦对量子力学的诸多问题提出了质疑，并一次次的向玻尔和哥本哈根学派提出了挑战。而玻尔一直都很珍视阿尔伯特·爱因斯坦的挑战，在爱因斯坦提出疑问时，玻尔都会高度重视，经过一段时间的紧张思考后，玻尔都巧妙的解决了爱因斯坦的疑问，但不久，爱因斯坦又会提出新的问题．来自爱因斯坦的挑战，极大的促进了量子力学的发展，而玻尔与爱因斯坦的论战，堪称“物理学史上最伟大的论战之一”。

在1936年2月29日的《自然》杂志上，奥格·玻尔发表了题为“中子的俘获及原子核的构成”一文。玻尔经过进一步的研究，又发现了两条规律。一是如果入射中子的能量较低，慢中子被俘获的可能性将比快中子的机会大。二是如果新来的中子与原子核的结合是稳定的，就会生成原来那个元素的同位素。

访问中国

1937年初，玻尔与夫人玛格丽特和儿子汉斯·玻尔访问美国。2月初，当时在美国的周培源受北京大学和清华大学的委托，邀请玻尔访华。同年5月20日，玻尔偕夫人及儿子汉斯·玻尔乘客轮抵达上海市，受到时任中央研究院物理研究所所长丁林及上海科学界著名人士的热烈欢迎。21日，奥格·玻尔父子参观了物理研究所，并到上海交通大学讲“原子核”，此后玻尔还访问了南京，在南京期间，玻尔在中央大学科学馆作了题为“原子核”的讲演，在中央大学讲了“原子物理中的因果性”，游览了明孝陵和中山陵，参观了中央研究院几个研究所，出席了若干活动，与中央大学校长罗家伦、中央研究院历史语言研究所的赵元任教授等进行了交流，并访问了南京师范大学金陵女子学院。5月29日玻尔一行又从南京抵达北平市，在时任清华大学理学院院长吴有训的陪同下，游览了天坛、故宫等地。5月31日，奥格·玻尔在北大理学院讲演厅作题为“原子核”的讲演。在讲演前，玻尔还参观了北大物理实验室。

二战时期

1940年4月，纳粹德国侵占丹麦，当时玻尔和他研究所的许多成员正在美国的普林斯顿大学搞研究，美英等国的一些科学家担心玻尔的安全，便邀请他全家前往避难和工作，但玻尔则坚持回到丹麦，“我必须回到丹麦去，”玻尔对美国朋友说：“我不仅要回去维持研究所的所有工作，还要在丹麦为逃离纳粹占领区的科学家敞开大门。我们的研究所现在对这些人来说，是有限的几条出路之一。”

为了迎接从各地逃往丹麦的科学家，1933年，玻尔还和他的弟弟——著名数学家海拉德及其他几个人组成了“丹麦支援外逃知识分子委员会”，向世界各地的朋友和同行发出求职信，为逃离纳粹恐怖的科学家们寻找工作。像弗利什、海乌希、弗兰克和波拉柴科等人都曾在奥格·玻尔的保护下得以安全地转移。德国占领丹麦后，玻尔一直同法西斯分子进行着斗争。1943年9月，阿道夫·希特勒下令将丹麦的犹太人赶进集中营，1943年9月底，德国签署了逮捕玻尔和他弟弟的命令，在这紧要关头，玻尔也接到丹麦地下组织的使命，要他去瑞典拯救被法西斯主义逮捕的犹太同胞。1943年10月6日，玻尔在英国政府的帮助下离开丹麦，经瑞典后抵达英国。来到英国后，玻尔很快了解到了3年来世界原子能的研究进展情况。因为丹麦被占领后，奥格·玻尔的研究所几乎与世界隔绝。但是，玻尔的思想很快跟上了时代的步伐。

参与制造原子弹

根据魁北克协议，英国要派第一流的物理学家到美国。1943年11月，玻尔和他的物理学家儿子奥戈将一同前往，参与制造原子弹工作。1944年，玻尔在美国参加了和原子弹有关的理论研究。不过玻尔提出，他不希望被指定为任何一个国家的成员，而是希望为大家共同的事业服务，他会在双方所需要的任何地方帮忙，以发展英美之间充分共享科学技术知识的真正合作。玻尔以顾问的身份来到美国。特工机关为了严守研究原子弹的秘密，将玻尔化名为尼古拉·贝克。他还被告知说，一名警卫要随时跟着他，以防止可能的暗杀活动。

玻尔十分了解美国的利益是占第一位的因素。原子弹是在美国制造的，美国为此投入了大量的物力和财力，英国虽然也是合作伙伴，但许多决策权都在美国方面。玻尔想尽办法要见美国总统，向他提出早日制定战后原子能政策的必要性。1944年5月，玻尔回到应该拜会了当时的英国首相温斯顿·丘吉尔，希望说服他支持一个国际社会控制核武器的计划。然而令人遗憾的是，丘吉尔对此并不感兴趣。事实上，由于玻尔与苏联物理学家卡皮查有通信往来，丘吉尔差点儿指控玻尔叛国。最后的事实证明，玻尔的努力失败了。1945年8月6日，第一枚原子弹爆炸在日本的广岛市。

重返祖国

战争结束后，玻尔回到了祖国，为恢复丹麦的科学研究努力工作。为此，玛格丽特到美国迎接奥格·玻尔父子，1945年8月底，玻尔玻尔一家返回丹麦，当人们向玻尔问起有关惊人的原子弹的消息时，玻尔避而不答，他就积极投身于原子能的和平利用之中，而坚决抵制将原子能用于军事和商业。1950年7月，玻尔写了一封致联合国的公开信，再一次呼吁科学上的国际合作。在奥格·玻尔的不懈坚持下，1952年14个欧洲国家代表聚会哥本哈根，经过商讨决定成立“欧洲核原子研究委员会”（CERN），玻尔被选为主席。1954年12月，联合国设立了“国际原子能机构”（IAEA）。时任美国总统艾森豪威尔也认识到，共同享有原子能的知识会促进原子能的和平利用的意义。1955年玻尔担任丹麦原子能委员会主席，1957年艾森豪威尔总统授予玻尔“原子用于和平奖”。同年，斯堪的纳维亚半岛国家成立了北欧理论物理研究所，由奥格·玻尔担任其主任，1957年，美国福特汽车公司基金会设立了“和平利用原子能奖”，评选委员会毫无争议地推荐出了第一届获奖人——玻尔。

人物逝世

1962年11月18日，玻尔因脑出血突发在丹麦的卡尔斯堡寓所逝世，享年77岁。去世前一天，他还在工作室的黑板上画了当年阿尔伯特·爱因斯坦那个光子盒的草图。11月24日，玻尔的葬礼在丹麦举办。世界许多国家也纷纷发表悼词，沉痛悼念这位“天才的科学家和思想家，时任北京大学校长陆平、中国驻丹麦大使馆临时代办王惠民、中国科学院武汉物理研究所所长王天眷都表达了悼念之情。

主要成就

玻尔模型

1913年，尼尔斯·玻尔分三次在英国《哲学杂志》的第26卷第7、9和11期上发表了长篇论文《论原子构造和分子构造》，被誉为“伟大的三部曲”。玻尔提出了量子不连续性，成功地解释了氢原子和类氢原子的结构和性质。按照玻尔的原子结构模型，电子环绕原子核作轨道运动，圆形轨道包含离散能量，外层轨道比内层轨道可以容纳更多的电子；较外层轨道的电子数决定了元素的化学性质；如果外层轨道的电子落入内层轨道，将释放出一个带固定能量的光子。在离原子核最近的轨道中，电子无法以辐射的形式发射能量，因此不会缩到原子核中，这就是氢原子的稳定状态。

玻尔模型把当时人们持极大怀疑的欧内斯特·卢瑟福模型普朗克-爱因斯坦的量子化与表面上毫不相干的光谱实验巧妙地结合了起来，很好地解决了卢瑟福原子结构理论中存在的稳定性问题，描绘出了一副完整而令人信服的原子结构图。其次，解释了近30年之谜约翰·巴耳末与里德伯的公式，首次算出了里德伯常量。理论中关于原子能量量子化，基态和激发态及量子跃迁等基本概念迄今仍然沿用。该理论的提出一方面对旧量子论做出了贡献，另一方面也率领了根本哈根学派完成了量子力学的根本哈根诠释，并影响了当时的众多物理学家，也使得奥格·玻尔获得了1922年的诺贝尔物理学奖。

原子结构

1921年10月18日，玻尔在哥本哈根的物理学会和化学学会的联席会议上，发表了题为《各元素的原子结构及其物理性质和化学性质》的长篇演讲，系统地阐述了他的关于原子结构和元素周期表的理论，对周期表中从氢开始的各种元素的原子结构作了说明，同时对周期表上的第72号元素的性质作了预言。1922年，第72号元素铪的发现证明了尼尔斯·玻尔的理论。尼尔斯·玻尔因对原子结构理论的贡献，获得了1922年诺贝尔物理学奖。

互补性原理

1927年9月，尼尔斯·玻尔首次提出了“互补原理”，奠定了哥本哈根学派对量子力学解释的基础，成为量子理论的创始人之一，并从此开始了与阿尔伯特·爱因斯坦持续多年的关于量子力学意义的论战。互补原理指出，某些物体具有看起来相互矛盾的两种性质。有时我们可以在一个对象的不同面相间切换，以观察这些矛盾的属性，但我们不能同时观察到两者。玻尔说，我们应该专注于测量结果，而不是问为什么我们不能同时讨论动量和位置，或者为什么光有时表现为波，有时表现为粒子。为此成为量子理论的创始人之一。

核裂变理论

20世纪30年代，奥格·玻尔的兴趣转向核物理，他负责建立的原子核液滴模型可以解释许多实验结果，并在1938年莉斯·迈特纳和奥托·罗伯特·弗里希对核裂变的解释中发挥了重要作用。1939年，玻尔访问美国时，与约翰·惠勒一起提出了核裂变的详细理论，他们发现的主要同位素U-238不参与裂变，可裂变的是U-235，但仅占天然铀的0.7%，浓缩天然铀以增加U-235的比例是原子弹项目的重中之重，也是战后核能生产的关键。

主要论著

主要著作

注：玻尔一生著作约115本，以上列举其部分主要作品

主要论文

注：以上列举玻尔部分主要论文

人才培养

玻尔教学生涯的博士生很少，仅几位大学生（如荷兰的Hendrik Kramers、瑞典的Oskar Klein）来到哥本哈根师从玻尔。玻尔最喜欢与博士后和访问学者阶段的青年科学家合作。他非常善于发现年轻科学家的长处，鼓励学生们做自己喜欢的课题，不断拓展科学的疆域。在玻尔研究所建立后，玻尔的名字和他的研究所渐渐地成了年轻物理学家心中的偶像和圣地，在玻尔的周围很快聚集了一批年轻有为的学者，他的研究所最初只有9人，从20世纪20年代起，先后到这里工作的著名物理学家有63人，来自17个国家，其中5人先后获得诺贝尔奖。曾有人问玻尔：“您怎样成功地创办了国际上第一流的物理学派和第一流的物理研究所？”奥格·玻尔答道：“可能是因为我从来不怕在年轻人面前暴露自己的愚蠢。”

德国物理学家海森伯格（WernerKarlHeisenberg）是玻尔的学生，他提出了量子理论第一个缜密的数学公式，还推导出了著名的不确定原理。美国物理学家约翰·惠勒也曾在哥本哈根大学师从玻尔，他在著作《量子理论基础》中提出了一个著名的假想实验——“延迟选择实验”，实验结果令人称奇，人们把它与“薛定谔的猫”并称，称之为“惠勒猫”。奥格·玻尔的学生、奥地利的Otto Frisch与他的姨母 Lize Meitner 合作首先揭示了核裂变现象及其物理原理，他们被多次提名诺贝尔奖而未能获奖，成为诺奖历史上的重要憾事。玻尔还开创了生物物理方向，其中一位学生 Max Delbrück（德国）后来赴美国成为分子生物学领域的一代宗师，于1969年获得诺贝尔生物和医学奖。

1937年5月，在蔡元培等中国教育界和科学界人士的邀请下，玻尔偕夫人及儿子汉斯·玻尔访问中国，期间在上海交通大学、浙江大学、南京大学、清华大学和北京大学举办科学讲座。钱三强曾在首都科学界纪念玻尔诞辰100周年大会的开幕词中表示，玻尔反对封锁新中国的政策，促使丹麦和中国于1962年签订了中国与西方学术交流的第一个协议，为中国培养了一批科学骨干。

荣誉与奖项

奖项

荣誉

人物评价

海森伯格（德国物理学家、1932年诺贝尔物理学奖得主）：玻尔对我们这个世纪的物理学和物理学家的影响比任何人都大，甚至大过阿尔伯特·爱因斯坦。

马克斯·玻恩（德国物理学家、1954 年诺贝尔物理奖得主）：玻尔对我们时代的理论和实验研究的影响，大于任何其他物理学家。

库朗（德国哥廷根市数学研究所所长、数学家）：尼尔斯·玻尔不仅是最杰出的科学家，而且是我所见过的最优秀的人。……在我看来无人能与玻尔相媲美。……没有人能够代替玻尔，他是独一无二的。

爱因斯坦（著名物理学家）：玻尔作为科学上的一位思想家之所以具有如此惊人的吸收力，是因为他对隐秘事物的直觉的理解力，同时又兼有如此强有力的批判能力。

吴有训（中国科学院院士、物理学家）：奥格·玻尔的确是一位品格高尚的科学家，并且对中国人民怀有真挚的友情。

王淦昌（中国核物理学家、两弹一星元勋）：玻尔以他崇高的威望和为人的美德吸引了一批卓越的年轻人到自己的周围。正是他们夜以继日地工作，终于完成了量子力学的基本原理、数学形式和“哥本哈根解释”。然而玻尔那种高度创造性的深刻思想、敏锐和善于批判的精神始终为研究工作开辟着广阔的前景，指出正确的道路……可以这样说，一代英豪创造了量子力学，而玻尔是他们最杰出的领袖。

家族情况

1910年，玻尔结识了玛格丽特·内隆德（Margrethe Nørlund），她是数学家尼尔斯·埃里克·内隆德的妹妹。1912年8月1日，二人在斯劳厄尔瑟市政大厅举行结婚仪式。玻尔于婚前退出丹麦教会，他弟弟哈拉尔德也在结婚前离开教会。尼尔斯和玛格丽特伉俪情深。二人共育有6个儿子。长子克里斯蒂安1934年死于船难，幼子哈拉尔德因脑膜炎早夭。他第四个儿子奥格继承玻尔的研究，曾于1962年和1973年访华讲学，并获得了1975年的诺贝尔物理学奖。汉斯、埃里克与欧内斯特则分别成为内科医生、化学工程师及律师。