Under sitt arbete vid institutet kom Bohr att bli en av Danmarks mest kända män. Föräldrarna till H B Casimir, som kom till institutet från Nederländerna, tvivlade på att någon kunde vara så berömd som sonen hävdade att Bohr var. Pappan skickade därför ett brev till sonen under adress ”Niels Bohr, Danmark”. Brevet kom fram, och pappans farhågor stillades.
Heisenbergs teori
En av de studenter som kom till Köpenhamn var tysken Werner Heisenberg, och han lämnade avgörande bidrag till kvantfysiken. Heisenberg lade fram teorin att det egentligen var omöjligt att exakt bestämma både en elektrons läge och dess hastighet. Anledningen är att elektronen är så liten att mätningen påverkar den - därmed blir mätningen meningslös.
För att förklara sin invecklade teori använde Heisenberg följande resonemang: För att kunna observera en elektron är det nödvändigt att använda strålning. Men strålningen påverkar elektronen och slår den ur kurs. Ju närmare elektronen man riktar strålningen, desto mer kommer den alltså att påverkas. Men samtidigt "syns" elektronen sämre ju längre bort från den man riktar strålningen.
Inom den klassiska fysiken är det möjligt att beräkna både en kropps rörelse och dess hastighet och på så sätt förutsäga vad som kommer att hända.
Men enligt osäkerhetsprincipen, som Heisenbergs teori kallas, är det omöjligt att förutsäga vad som kommer att hända i en atom. Däremot går det att förutsäga sannolikheten för att något ska hända.
Bohr beskrev det så här: Det är omöjligt att säga när en enskild människa kommer att dö. Däremot går det med stor sannolikhet att beräkna hur många av 100 000 personer som kommer att dö inom en given tid.
Vetenskapliga strider
Bohrs och Heisenbergs teorier om omöjligheten att förutsäga en elektrons rörelse genom mätningar kallas Köpenhamnstolkningen, och den väckte våldsamt motstånd, speciellt bland forskare som var vana vid den klassiska fysik som grundats av Newton. Bland kritikerna fanns såväl Planck och "fysikernas påve" Albert Einstein. Einstein försökte vid flera tillfällen bevisa att Bohr och Heisenberg hade fel men lyckades aldrig.
- Jag har svårt att tro att Gud spelar tärning med universum, kommenterade Einstein.
- Du ska inte lägga dig i vad Gud gör replikerade Bohr.
Kvantfysiken slår också fast att en elektron kan betraktas både som en partikel och som en vågrörelse. Att elektroner också kan betraktas som vågor lades fram som teori av Erwin Schrödinger 1926. Bohr förklarade att man måste betrakta elektronen både som en partikel och som en vågrörelse för att kunna beräkna dess bana så noggrant som möjligt. Einstein vände sig även mot denna teori men lyckades inte överbevisa Bohr här heller.
Teorin för atombomb
Som vi såg flydde Bohr från Danmark 1943 under tyskarnas ockupation. Ett av skälen till att de allierade ville att Bohr skulle komma till Storbritannien var arbetet med att framställa en atombomb, vilket inletts i största hemlighet. Huvudarbetet gjordes i USA under ledning av Robert Oppenheimer.
Forskare hade i många år utsatt olika grundämnen för radioaktiv strålning och ofta häpnat över vad som skedde. Det tycktes som om grundämnen kunde "spricka" - det är för övrigt vad som händer när en atombomb exploderar.
Men vad som hände inne i atomens kärna begrep ingen riktigt. I mitten på 1930-talet var forskarna klara över att kärnan bestod av två sorters partiklar: neutroner och protoner. Varje grundämne har olika många neutroner och protoner i sin kärna. När en atomkärna bestrålas skickas en ny partikel in i kärnan. Men länge tycktes det fysikerna som om den bara försvann. Vad hände egentligen med den oerhört energirika partikel som sändes in i kärnan?
1936 kunde Bohr förklara vad som hände. Under flera år hade han grubblat på problemet. Under en föreläsning ställde han en rad frågor till föreläsaren. Plötsligt avbröt sig Bohr mitt i en mening och satte sig ner med ett så utslätat ansiktsuttryck att hans studenter trodde att han blivit sjuk. Efter några sekunder reste han sig igen och sa med ett urskuldande leende:
- Nu förstår jag.
Bohrs teori går ut på att atomens kärna kan ses som ett litet klot där protoner och neutroner ligger tätt sammanpackade. När en partikel skjuts in i kärnan, sätter alla kärnans delar sig i rörelse, och efter hand har någon partikel fått så stor energi att den stöts ut ur kärnan. Därigenom förändras antalet protoner och neutroner i atomkärnan, och ett nytt grundämne kan bildas.
På så sätt kunde Bohr förklara kärnklyvningen och ge ett viktigt bidrag till utvecklingen av kärnkraft och atombomber.
Motsägelser
Elektronen kunde ju enligt Bohr ses som både en partikel och en vågrörelse. Han hävdade också att det gick att få en bättre bild av andra områden än fysik genom att betrakta motsägelser som olika sidor av samma sak.
Han brukade berätta en kinesisk historia om tre vise män som för första gången smakade på vinäger, för kineserna en symbol för livets innehåll:
- Det är surt, sa den förste.
- Det är bittert, sa den andre.
- Det är friskt, sa den tredje.
Samvetskval för bomben
Bohr deltog i projektet med atombomben och besökte flera gånger USA, men han hade starka samvetskval angående det nya vapnet. Han försökte övertyga USA:s och Storbritanniens ledare om att det skulle vara bäst att dela med sig av resultaten om atombomben till andra länder t.ex. Sovjetunionen.
Genom ömsesidig tillit skulle risken för ett kärnvapenkrig minska kraftigt, sa Bohr. Men till en början lyssnade ingen.
- Vad talade karlen om? frågade den brittiske premiärministern Winston Churchill efter ett möte med Bohr. Efter andra världskriget var misstänksamheten stor mellan Sovjetunionen och USA, och det kalla kriget började. Ett tredje världskrig föreföll inte uteslutet.
I ett berömt brev till FN 1950 underströk Bohr sin åsikt att det enda sättet att undvika ett kärnvapenkrig var utbyte av information mellan staterna.
Vid en konferens i Genève år 1955 frisläppte stormakterna en stor del av sitt dittills hemligstämplade material till Bohrs belåtenhet. Kärnkraften betraktades nu som framtidens stora energikälla, som skulle ge mänskligheten obegränsade resurser. Få om ens någon anade då att kärnkraftens enorma säkerhetsproblem många år senare skulle leda till uppslitande politiska strider i en rad länder och att utbyggnaden av kärnkraft i flera fall skulle uppskjutas eller kraftigt skäras ner.
Världsbild i förändring
Bohr dog 1962. Efter att ha klagat på huvudvärk sa han att han skulle gå och lägga sig en stund. Kort därefter dog han.
Bohr var en av århundradets främsta vetenskapspersoner. Han bidrog i högsta grad till att ge fysikerna en ny världsbild skild från det mekaniska universum som Newton byggt upp. Under 1920- och 1930-talen gjordes fler omstörtande upptäckter inom fysiken på kortare tid än någonsin tidigare.
LÄS MER: Vetenskap och teknik 1914-1991
LÄS MER: Vetenskapspersoner och vetenskapshistoria
LÄS MER: Kärnkraft
