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Biografia

O pai de Niels Bohr era Christian Bohr e a sua mãe era Ellen Adler. Christian Bohr obteve o doutoramento em fisiologia pela Universidade de Copenhaga em 1880 e em 1881 tornou-se um Privatdozent na universidade. No final do mesmo ano casou com Ellen, que era filha de David Adler, um político judeu com uma elevada posição na vida política e comercial dinamarquesa. Christian e Ellen tiveram três filhos. A mais velha era Jenny, nascida em 1883 na mansão que David Adler possuía em frente ao Castelo de Christiansborg, onde o Parlamento dinamarquês se sentava. A mãe de Ellen tinha continuado a viver nesta casa após a morte do seu marido David Adler em 1878 e Ellen tinha voltado para a casa da sua mãe para ter o seu filho. Dois anos mais tarde Niels nasceu no 25º aniversário da sua mãe na mesma casa estatal, tendo Ellen regressado novamente à casa da sua mãe para o nascimento do seu filho. O terceiro filho da família, que passou a ser um famoso matemático, foi Harald Bohr que era dois anos mais novo que Niels.
Quando Niels tinha apenas alguns meses de idade, o seu pai Christian tinha sido nomeado como professor para preencher um lugar deixado vago pela morte de Peter Panum, professor de fisiologia na Universidade de Copenhaga, e pouco tempo depois a família mudou-se para a casa dos professores de Panum em Copenhaga.
Kennedy escreve em :-

Niels, Harald, e a sua irmã mais velha, Jenny, cresceram num lar culto e estimulante. Desde os seus primeiros dias foram expostos a um mundo de ideias e discussões, de pontos de vista conflituosos examinados racionalmente e com bom humor, e desenvolveram um respeito por todos os que procuram um conhecimento e compreensão mais profundos.

Em Outubro de 1891 Niels entrou na escola Grammelholms. Frequentou esta escola, tal como o seu irmão Harald, para a sua educação secundária completa, tendo o seu Studenterexamen em 1903. Saiu-se bem na escola sem nunca ter sido brilhante, vindo geralmente em terceiro ou quarto lugar numa turma de cerca de 20 alunos. Se ele realmente se destacou numa disciplina foi, talvez surpreendentemente, a educação física. Era um excelente jogador de futebol, mas não tão bom como o seu irmão Harald, que ganhou uma medalha de prata a jogar futebol pela Dinamarca. Niels fez alguns bons amigos na escola mas o seu melhor amigo ao longo da sua vida foi o seu irmão Harald.
Durante os seus dois últimos anos na escola Niels especializou-se em matemática e física. Há certamente algumas provas de que ele logo se apercebeu de que o professor de matemática não tinha uma compreensão tão boa do tema como deveria ter tido, e que se assustou um pouco com o seu excepcional aluno Bohr. Também em física Bohr estudou textos antes de a turma encontrar erros nos mesmos. Foi o seu pai, mais do que os seus professores, que o inspirou nos seus estudos de matemática e física. Ele escreveu em 1922:-

O meu interesse no estudo da física foi despertado enquanto eu ainda estava na escola, em grande parte devido à influência do meu pai.

Bohr estudou na Universidade de Copenhaga, na qual entrou em 1903. Estudou Física como disciplina principal, mas tomou matemática, astronomia e química como disciplinas menores. Foi-lhe ensinada física por cristãos cristãos cristãos e filosofia por Harald Hoffding. Conhecia ambos há muitos anos desde que eram amigos íntimos do seu pai e tinha-se encontrado como parte de um grupo de discussão regular, com a participação dos irmãos Niels e Harald Bohr, assim que tinham idade suficiente para contribuir. Bohr foi professor de matemática na universidade por Thorvald Thiele.
Na universidade Bohr não podia realizar experiências de física, uma vez que não havia laboratório de física. Contudo, o seu pai tinha um laboratório de fisiologia e o seu primeiro trabalho descreve o trabalho experimental em física que realizou nesse laboratório. Ele ditou o trabalho ao seu irmão Harald. Um colega escreveu sobre Niels e Harald:-

Os dois são inseparáveis. Nunca conheci pessoas tão próximas como elas.

Este trabalho é o único que Bohr escreveu descrevendo experiências que ele tinha levado a cabo. Com ele ganhou a Medalha de Ouro de 1906 da Academia Real das Ciências da Dinamarca pela sua análise das vibrações dos jactos de água como meio de determinar a tensão superficial. Recebeu o seu mestrado pela Universidade de Copenhaga em 1909 e o seu doutoramento em Maio de 1911 para uma tese intitulada Estudos sobre a teoria dos electrões dos metais. Era uma tese baseada na física clássica e como tal necessariamente não conseguiu explicar certos efeitos. Bohr escreveu neste trabalho:-

Não parece possível, na fase actual do desenvolvimento da teoria dos electrões, explicar as propriedades magnéticas dos corpos a partir desta teoria.

Bohr dedicou a sua tese à memória do seu pai que tinha morrido de ataque cardíaco alguns meses antes, em Fevereiro de 1911. Nessa altura, Bohr estava noivo de Margrethe Norlund. A dupla casou a 1 de Agosto de 1912 e Richard Courant, falando após a morte de Bohr, teve isto a dizer do seu casamento:-

Algumas pessoas especularam sobre as circunstâncias de sorte que combinaram para fazer Niels tão bem sucedido. Penso que os ingredientes da sua vida não foram de forma alguma questões de acaso, mas profundamente enraizados na estrutura da sua personalidade … Não foi a sorte, mas sim uma percepção profunda, que o levou a encontrar em tenra idade a sua esposa, que, como todos sabemos, teve um papel tão decisivo em tornar toda a sua actividade científica e pessoal possível e harmoniosa.

Bohr solicitou à Fundação Carlsberg uma bolsa de viagem em Maio de 1911 e, após a atribuição do prémio, foi para Inglaterra em Setembro de 1911 para estudar com Sir J J Thomson em Cambridge. Tinha a intenção de passar todo o seu período de estudo em Cambridge, mas não se deu bem com Thomson, pelo que, após uma reunião com Ernest Rutherford em Cambridge, em Dezembro de 1911, Bohr mudou-se para a Universidade de Victoria, Manchester (agora Universidade de Manchester) em Março de 1912. O timing foi muito fortuito desde pouco antes de Bohr e Rutherford se encontrarem, Rutherford tinha publicado um importante trabalho mostrando que a maior parte da massa de um átomo residia no núcleo.
Em Manchester Bohr trabalhou com o grupo de Rutherford sobre a estrutura do átomo. Rutherford tornou-se o modelo de Bohr, tanto pelas suas qualidades pessoais como científicas. Usando ideias quânticas devidas a Planck e Einstein, Bohr conjecturou que um átomo só poderia existir num conjunto discreto de estados energéticos estáveis. Existem hoje provas notáveis do progresso científico de Bohr, uma vez que ele correspondia frequentemente com o seu irmão Harald. Ele escreveu a Harald a 12 de Junho de 1912:-

Pode imaginar que é bom estar aqui, onde há tantas pessoas com quem falar… e isto com aqueles que mais sabem sobre estas coisas; e o Professor Rutherford tem um interesse tão vivo em tudo aquilo em que acredita haver algo. Nos últimos anos, ele elaborou uma teoria da estrutura dos átomos, que parece estar bastante mais firmemente fundada do que qualquer coisa que tenha existido até agora.

Uma semana após escrever esta carta, a 19 de Junho, Bohr relatou progressos a Harald:-

Talvez eu tenha descoberto um pouco sobre a estrutura dos átomos. Não fale sobre isso a ninguém, pois caso contrário não poderia escrever-lhe sobre isso tão cedo. … Compreende que ainda posso estar errado; pois ainda não foi totalmente trabalhado (mas não creio que esteja errado) … … Acreditem, estou ansioso por terminá-lo à pressa, e para o fazer tirei uns dias de folga do laboratório (isto também é segredo).

No dia 13 de Julho ele escreveu:-

As coisas estão a correr bastante bem, pois creio ter descoberto algumas coisas; mas, para ter a certeza, não fui tão rápido a resolvê-las como fui estúpido ao pensar. Espero ter um pequeno papel pronto e mostrá-lo a Rutherford antes de partir, e por isso estou tão ocupado, tão ocupado.

Embora Rutherford e Bohr tivessem personalidades completamente diferentes, partilhavam um enorme entusiasmo pela física e também gostavam um do outro pessoalmente. No entanto, a relação nunca foi bem a de amigos próximos, uma vez que Bohr sempre viu Rutherford como o seu professor. Eles corresponderam desde o momento em que se conheceram em 1911 até 1937, o ano da morte de Rutherford.

Em 24 de Julho de 1912, com o seu trabalho ainda inacabado, Bohr deixou o grupo de Rutherford em Manchester e regressou a Copenhaga para continuar a desenvolver a sua nova teoria do átomo, completando o trabalho em 1913. No mesmo ano publicou três artigos de importância fundamental sobre a teoria da estrutura atómica. O primeiro trabalho foi sobre o átomo de hidrogénio, os dois seguintes sobre a estrutura dos átomos mais pesados do que o hidrogénio. Nestes trabalhos Bohr :-

… expôs a sua surpreendente tentativa de combinar aspectos da física clássica com o conceito de quantum de acção de Planck. … Os três documentos famosos … formaram a base da reputação inicial de Bohr. O seu trabalho, embora não imediatamente aceite por todos, intrigou os seus contemporâneos e sensibilizou-os para a necessidade de uma nova forma de descrever os acontecimentos a nível atómico. O átomo de Bohr, embora tenha sido substituído cientificamente, persiste ainda hoje na mente de muitas pessoas como uma imagem viva do aspecto dos átomos e um símbolo da física.

Em Julho de 1913 Bohr foi nomeado docente em Copenhaga. No entanto, não foi uma situação que o satisfez, uma vez que não podia seguir o estilo de física matemática que estava a desenvolver. A 10 de Março de 1914 escreveu ao Departamento de Assuntos Educativos:-

O abaixo-assinado toma a liberdade de solicitar ao departamento a fundação de uma cátedra de física teórica na universidade e, para além de possivelmente me confiar essa posição.

Foi uma jogada ousada, mas a já elevada reputação de Bohr significava que ele seria levado a sério. A Faculdade da Universidade recomendou-o para uma cadeira de física teórica, mas o Departamento de Assuntos Educacionais decidiu adiar a confirmação do cargo. Claro que, em 1914, houve incertezas e Bohr percebeu que não era provável uma decisão rápida. Por conseguinte, ele ficou encantado por aceitar uma oferta de Rutherford para se juntar ao seu grupo de Manchester como Schuster Reader. Ele esperava estar em Manchester durante um ano, antecipando que a sua cadeira de física teórica em Copenhaga seria confirmada até lá. A deflagração da Primeira Guerra Mundial enquanto ele estava de férias no Tirol antes de viajar para Manchester tornou a sua viagem extremamente difícil, mas ele e a sua esposa chegaram a Manchester em Outubro de 1914 tendo navegado pelo norte da Escócia através de tempestades severas no seu caminho.
Bohr esteve em Manchester mais tempo do que esperava, uma vez que a sua cadeira só foi confirmada em Abril de 1916. No entanto, foi um período muito produtivo e feliz. Pais escreve em :-

No início do Verão de 1916, os Bohrs regressaram à Dinamarca. Quatro anos antes, Bohr tinha deixado Manchester cheio de ideias emocionantes mas não digeridas sobre o átomo. Agora ele partiu como mestre desse campo, como professor em Copenhaga, com a sua esposa que esperava o seu primeiro filho ao seu lado.

Em 1917 Bohr foi eleito para a Real Academia de Ciências Dinamarquesa e começou a planear um Instituto de Física Teórica em Copenhaga. Este foi criado para ele e, desde a sua abertura em 1921, tornou-se seu director, cargo que ocupou para o resto da sua vida :-

Esse Instituto depressa se tornou uma Meca para físicos teóricos de todo o mundo, e depois de 1933 um refúgio para muitos cientistas que tinham fugido da Alemanha de Hitler. O seu centro social foi a mansão “Gamle Carlsberg”, dada à nação pelo fundador da conhecida cervejaria e colocada à disposição de Niels Bohr em 1932. Aqui, sob os cuidados maternais da bela esposa de Bohr, Margrethe … estudantes e estudiosos de todas as nações reuniram-se para comer e falar e ouvir música, e muitas vezes para se sentarem literalmente aos pés de Bohr, tentando apanhar os seus comentários desafiantes, comentários subtis e piadas suaves, proferidas na sua suave voz dinamarquesa.

Bohr é mais conhecido pelas investigações da estrutura atómica acima referidas e também pelo trabalho sobre radiação, que lhe valeu o Prémio Nobel da Física de 1922. Deu uma palestra sobre o trabalho pelo qual foi galardoado com o Prémio a 11 de Dezembro de 1922 em Estocolmo. Falou da estabilidade atómica e da teoria electrodinâmica, dando conta das origens da teoria quântica, o espectro do hidrogénio, explicando as relações entre os elementos. A sua explicação cobriu a absorção e excitação das linhas espectrais e o princípio de correspondência que tinha exposto em três artigos Sobre a teoria quântica dos espectros, entre 1918 e 1922.
Em 1923 Bohr resumiu as ideias:-

Não obstante o afastamento fundamental das ideias das teorias clássicas de mecânica e electrodinâmica envolvidas nestes postulados, foi possível traçar uma ligação entre a radiação emitida pelo átomo e o movimento das partículas que exibem uma analogia de grande alcance com a alegada pelas ideias clássicas sobre a origem da radiação.

Mecânica quântica pode dizer-se que chegou em 1925 e dois anos mais tarde Heisenberg declarou o seu princípio de incerteza. Numa reunião realizada em Como, no norte de Itália, em Setembro de 1927, Bohr apresentou o seu princípio de complementaridade que deu uma interpretação física das relações de incerteza de Heisenberg. Ele propôs a complementaridade de percepções e imagens, onda de partículas, variáveis conjugadas, evolução quântica – medições clássicas, etc. como uma interpretação fundamentalmente nova dos fundamentos da teoria quântica. As ideias de Bohr sobre complementaridade são plenamente exploradas em .

Bohr pensou que a sua ideia de complementaridade poderia desempenhar um papel importante em outros campos além da física quântica e trabalhou sobre estas ideias durante o resto da sua vida. Considerou aplicações à biologia, psicologia e epistemologia. Foi sugerido que a ideia de complementaridade vinha de fora da física, alguns argumentando que as raízes da ideia vinham das discussões com o seu pai, Christiansen e o filósofo Hoffding quando ele ainda estava na escola. Outros, tais como Pais in , dão argumentos convincentes para mostrar que Bohr não foi conscientemente influenciado pela filosofia de Hoffding.
A opinião de Bohr sobre a teoria quântica era a de que esta viria a ser aceite. Einstein expressou sérias dúvidas sobre a interpretação de Bohr e Bohr, Einstein e Ehrenfest passaram muitas horas em profunda discussão, mas o ponto de vista de Bohr prevaleceu. Bohr expressou esta opinião dizendo:-

Avidência obtida sob diferentes condições experimentais não pode ser compreendida dentro de uma única imagem, mas deve ser considerada como complementar, no sentido de que apenas a totalidade dos fenómenos esgota a informação possível sobre os objectos.

H B G Casimir escreveu descrevendo como foi trabalhar com Bohr no seu Instituto:-

Even Bohr que se concentrou mais intensamente e teve mais poder do que qualquer um de nós, procurou relaxar nas palavras cruzadas, nos desportos, e nas discussões face a face.

As outras grandes contribuições de Bohr, para além da teoria quântica, incluem a sua descrição teórica da tabela periódica de elementos por volta de 1920, sendo a sua teoria do núcleo atómico uma estrutura composta em 1936, e a sua compreensão da fissão do urânio em termos do isótopo 235 em 1939.
Em 1937 Bohr, a sua esposa e o seu filho Hans, fizeram uma digressão mundial. Viajaram para os Estados Unidos, Japão, China, e URSS. No mesmo ano, ele assistiu ao funeral de Rutherford na Abadia de Westminster em Londres, fazendo um comovente discurso:-

Quando tive o privilégio de trabalhar sob a sua inspiração pessoal, ele já era um físico de grande renome, mas mesmo assim ele estava então, e permaneceu sempre, aberto a ouvir o que um jovem tinha em mente. … O pensamento dele será sempre para nós uma fonte inestimável de encorajamento e fortaleza.

Bohr, embora tivesse sido baptizado na Igreja Cristã, tinha origens judaicas do lado da sua mãe e assim, quando os nazis ocuparam a Dinamarca em 1940, a sua vida tornou-se extremamente difícil. Teve de fugir em 1943 ao ser levado para a Suécia por barco de pesca. De lá foi transportado de avião para Inglaterra, onde começou a trabalhar no projecto de fazer uma bomba de fissão nuclear. Após alguns meses foi com a equipa de investigação britânica para Los Alamos, nos Estados Unidos, onde continuaram a trabalhar no projecto.
No entanto Bohr estava profundamente preocupado com o controlo das armas nucleares e a partir de 1944 tentou persuadir Churchill e Roosevelt para a necessidade de cooperação internacional. Escreveu uma carta pública às Nações Unidas em 1950 defendendo políticas atómicas racionais e pacíficas:-

Humanidade será confrontada com perigos de carácter sem precedentes a menos que, a seu tempo, possam ser tomadas medidas para evitar uma competição desastrosa em armamentos tão formidáveis e para estabelecer um controlo internacional do fabrico e utilização de materiais poderosos.

O filho de Bohr, Aage, também se tornou físico e partilhou o Prémio Nobel da Física em 1975. (Este é apenas um exemplo de cientistas famosos da mesma família. Outros são os Van Vlecks assim como os Braggs e Madame Curie e a sua filha Irene Joliot.)
Bohr recebeu o primeiro Prémio Átomo para a Paz dos EUA em 1957. Morreu de um ataque cardíaco na sua casa em 1962 e, na sequência deste, cientistas e figuras de destaque a nível mundial juntaram-se para lhe prestarem homenagem. O Presidente Kennedy escreveu (ver por exemplo ):-

Cientistas americanos, de facto todos os cidadãos americanos que conheciam o nome do Doutor Bohr e as suas grandes contribuições, têm-no respeitado e venerado durante mais de duas gerações …