बोर, नील्स हेन्‍रिक डेव्हिड

बोर, नील्स हेन्रिक डेव्हिड : (७ ऑक्टोबर १८८५ – १८ नोव्हेंबर १९६२). डॅनिश भौतिकीविज्ञ. आणवीय संरचना व प्रारण (तरंगरूपी ऊर्जा) यांसंबंधीच्या बहुमोल मूलभूत सैद्धांतिक कार्याबद्दल त्यांना १९२२ सालच्या भौतिकीच्या नोबेल पारितोषिकाचा बहुमान मिळाला. बोर यांनी ⇨पुंज सिद्धांताचा उपयोग करून अणूतील इलेक्ट्रॉनांची मांडणी व त्यांची गती यांचे स्पष्टीकरण देणारा पहिला सुसंगत सिद्धांत विकसित केला. या सिद्धांताद्वारे त्यांना हायड्रोजनाची आणवीय संरचना आणि त्याचा वर्णपट यांचा परिमाणात्मक खुलासा देणे शक्य झाले. मूलद्रव्यांच्या गुणधर्मांतील फरक, तसेच सर्व मूलद्रव्यांच्या बाबतीत क्ष-किरण व दृश्य वर्णपटांची आढळून येणारी प्रमुख वैशिष्ट्ये यांचे स्पष्टीकरणही या सिद्धांतामुळे मिळू शकले. हा सिद्धांत आधुनिक आणवीय भौतिकीत पायाभूत ठरला आहे.

बोर यांचा जन्म कोपनहेगन येथे झाला. त्यांचे शिक्षण कोपनहेगन विद्यापीठात झाले आणि  तेथे त्यांनी भौतिकी विषयात एम्.एस्‌सी (१९०९) व डॉक्टरेट (१९११) या पदव्या संपादन केल्या. त्यानंतर त्यांनी जे. जे. टॉम्सन यांच्या मार्गदर्शनाखाली केंब्रिज येथील कॅव्हेंडिश प्रयोगशाळेत अध्ययन केले. पुढे एक वर्ष त्यांनी मँचेस्टर विद्यापीठात अध्यापनाचे काम करण्याबरोबरच तेथे अर्नेस्ट रदरफर्ड यांच्या बरोबर आणवीय संरचनेवर संशोधन केले. १९१३-१४ मध्ये त्यांनी कोपनहेगन विद्यापीठात व १९१४-१६ मध्ये मँचेस्टर येथील व्हिक्टोरिया विद्यापीठात अध्यापक म्हणून काम केले. १९१६ साली कोपनहेगन विद्यापीठात सैद्धांतिक भौतिकीच्या प्राध्यापकपदावर त्यांची नेमणूक झाली. त्यांच्या कार्याच्या प्रभावामुळे या‍ विद्यापीठात त्यांच्याकरिता इन्स्टिट्यूट फॉर थिऑरेटिकल फिजिक्स ही संस्था स्थापन करण्यात आली आणि १९२० पासून मृत्यूपावेतो या संस्थेत संचालक म्हणून त्यांनी काम केले. त्यांच्या मार्गदर्शनाखाली ही संस्था यूरोपातील एक अग्रेसर ज्ञानकेंद्र म्हणून नावारूपास आली. दुसऱ्या  महायुद्धात नाझींनी डेन्मार्क व्यापल्यावर बोर डेन्मार्क सोडून स्वीडनला गेले. युद्धाची शेवटची दोन वर्षे त्यांनी इंग्लंड आणि अमेरिकेत वास्तव्य केले. अमेरिकेत त्यांनी अणुबाँबनिर्मितीच्या प्रकल्पात अणुबाँबच्या क्रियाप्रवर्तनाच्या प्रारंभिक अवस्थेसंबंधी महत्त्वाचे कार्य केले.

विद्यार्थीदशेत असताना ⇨पृष्ठताणासंबंधी त्यांनी केलेल्या सैद्धांतिक व प्रायोगिक संशोधनाबद्दल त्यांना कोपनहेगन ॲकॅडेमी ऑफ सायन्सेसचे सुवर्णपदक मिळाले. डॉक्टरेटसाठी त्यांनी ‘धातूंचा इलेक्ट्रॉन सिद्धांत’ या विषयावर प्रबंध सादर केला होता. त्यानंतर मात्र त्यांनी प्रामुख्याने सैद्धांतिक स्वरूपाचेच संशोधन केले. मँचेस्टर येथे त्यांनी आल्फा किरणांच्या [⟶ किरणोत्सर्ग] शोषणासंबंधी प्रथमतः संशोधन केले आणि नंतर रदरफर्ड यांच्या अणुकेंद्राच्या शोधाच्या आधारे आणवीय संरचनेच्या अभ्यासास सुरुवात केली. त्या काळी सैद्धांतिक भौतिकीत प्रमुख स्थानाप्रत पोहोचलेल्या माक्स प्लांक यांच्या पुंज सिद्धांतातील संकल्पनांचा उपयोग करून बोर यांनी आणवीय संरचनेचे प्रतिमान १९१३ साली यशस्वीपणे मांडले. या प्रतिमानाला ‘बोर अणू’ असे नाव प्राप्त झाले आहे [⟶ अणु व आणवीय संरचना]. या प्रतिमानात मागाहून सुधारण झालेल्या (विशेषतः व्हेर्नर हायझेनबेर्क यांनी १९२५ मध्ये मांडलेल्या संकल्पनांमुळे झालेल्या) असल्या, तरी मूलद्रव्यांच्या भौतिक व रासायनिक गुणधर्मांचे स्पष्टीकरण देण्यास ते अद्यापही समर्थ आहे. बोर यांनी आपल्या सिद्धांतात रूढ यामिकीचा (पदार्थावर प्रेरणांची होणारी क्रिया व त्यामुळे निर्माण होणारी गती यांचा अभ्यास करणाऱ्या रूढ शास्त्राचा) पूर्णपणे त्याग केलेला नव्हता. अणुकेंद्राभोवतालच्या ‘स्थिर स्थिती’ तील इलेक्ट्रॉनांच्या गतीचा विवरणाकरिता त्यांनी रूढ यामिकीचा उपयोग गृहीत धरला होता. मात्र यांपैकी एका स्थितीतून दुसऱ्या स्थितीत होणाऱ्या संक्रमणाचे वर्णन करण्यासाठी पुंज सिद्धांताची आवश्यकता होती. याखेरीज रूढ विद्युत्‍ गतिकीच्या [⟶ विद्युत्‍ गतिकी] आधारे प्रारणाच्या उत्सर्जनाचे (वा शोषणाचे) स्पष्टीकरण देणे शक्य होत नव्हते. एका स्थिर स्थितीतून दुसऱ्या स्थिर स्थितीत होणारी संक्रमणे आणि गतीचे विविध हरात्मक घटक [⟶ हरात्मक विश्लेषण] यांच्यात एक प्रकारची व्यापक सदृशता आहे, असे बोर यांना जाणवले. ही सदृशता अशा स्वरूपाची आहे की, त्यांनी मांडलेला वर्णपटांसंबंधी सिद्धांत हा रूढ प्रारण सिद्धांतांचे सयुक्तिक व्यापकीकरण आहे, असे त्यांना वाटले.

या विचारप्रणालीच्या आधारे त्यांनी पुरेशा नीच कंप्रतांच्या बाबतीत (दर सेकंदास होणाऱ्या  कंपनांच्या संख्या पुरेशा कमी असल्यास) पुंज सिद्धांताच्या नियमांचे रूढ विद्युत् गतिकीच्या नियमाप्रत अभिसारण व एकरूपण होते, हे महत्वाचे सदृशतेचे तत्त्व १९१८ मध्ये मांडले. ⇨पुंजयामिकीची गृहीते निर्धारित करण्यासाठी बोर यांच्या या तत्त्वाचा व्यापक प्रमाणावर उपयोग झाला. अशा प्रकारे बोर यांनी जे. जे. बाल्मर, डब्ल्यू. रिट्स व जे. आर्. रिडबर्ग यांच्या कार्यावर आधारित असलेले वर्णपटांविषयीचे अनुभवसिद्ध ज्ञान [⟶ वर्णपटविज्ञान], रूढ विद्युत्‌ गतिकी, रदरफर्ड यांचे आणवीय प्रतिमान आणि प्लांक यांचा उष्णता प्रारणाचा पुंज सिद्धांत [⟶ उष्णता प्रारण] या प्रारण व आणवीय संरचना यांच्या संबंधीच्या निरनिराळ्या चार सिद्धांताची सांगड घातली. १९१६ च्या सुमारास प्रथमतः आर्नोल्ट झोमरफेल्ड आणि नंतर इतर सैद्धांतिक भौतिकीविज्ञ बोर अणूच्या संकल्पनेशी हळूहळू सहमत होऊ लागले व त्यामुळे अणुकेंद्रीय भौतिकीच्या पुढील प्रगतीला चालना मिळाली.

बोर यांनी १९३० सालानंतर प्रामुख्याने अणुकेंद्रांचे संघटन आणित्यांचे द्रव्यांतरण (एका मूलद्रव्याच्या अणुकेंद्राचे दुसऱ्या मूलद्रव्याच्या अणुकेंद्रात रूपांतर होणे) व विघटन (अणुकेंद्रातून एक वा अधिक कण बाहेर पडून त्याचे रूपांतर होण्याची प्रक्रिया) यासंबंधीच संशोधन केले. १९३९ मध्ये त्यांनी अणुकेंद्रीय आविष्कारांच्या द्रवबिंदू प्रतिमानाच्या सिद्धांताचा [⟶ अणुकेंद्रीय भौतिकी] पाया घातला. युरेनियमाच्या भंजनक्रियेच्या (अणुकेंद्राचे तुकडे पडण्याच्या क्रियेच्या) संदर्भात अस्थिर अणुकेंद्र व भंग पावणारा जलबिंदू यांतील अनुरूपता त्यांनी दाखवून दिली. हा सिद्धांत अणुकेंद्रीय भंजन यंत्रणेच्या सैद्धांतिक अभ्यासक्षेत्रात महत्त्वाचा आधार ठरला आहे. जे. ए. व्हीलर यांच्या सहकार्याने १९३९ साली त्यांनी लिहिलेल्या एका निबंधात युरेनियमाच्या भंजनक्रियेत प्रामुख्याने युरेनियम (२३५) याच समस्थानिकाचे (अणुक्रमांक तोच पण भिन्न अणुभार असलेल्या त्याच मूलद्रव्याच्या प्रकाराचे) मंद न्यूट्रॉनांच्या आघाताचे भंजन होईल व हा समस्थानिक अण्वस्त्रांमध्ये उपयुक्त होईल, असे प्रतिपादन केले होते आणि पुढे ते खरेही ठरले.

पुंज भौतिकीतील विविध समस्यांचा खुलासा करण्याच्या दृष्टीनेही त्यांनी महत्त्वाचे कार्य केले. विशेषतः १९२८ मध्ये त्यांनी विकसित केलेली पूरकतेची संकल्पना महत्त्वाची ठरली आहे. तरंग व कण यांचे द्वित्व आणि ⇨अनिश्चिततेचे तत्त्व ही अधिक व्यापक अशा पूरकता तत्त्वाची उदाहरणे मानण्यात येतात. यावरून भौतिकीच्या अभ्यासक्षेत्रातील बदलांचा आपल्या वैज्ञानिक दृष्टिकोनाच्या मूलभूत अंगांवर कसा परिणाम झालेला आहे आणि वृत्तीतील या बदलांचे परिणाम आणवीय भौतिकीच्या कक्षेच्याही पलीकडे मानवी ज्ञानाच्या सर्व क्षेत्रांत कसे फार दूरगामी होत आहेत, हे त्यांनी दाखवून दिले. जीवन विरुद्ध जडवाद या समस्येतील आपला दृष्टिकोन त्यांनी पूरकतेच्या तत्त्वाचा विस्तार करून ‘लाइट अँड लाइफ’ या व्याख्यानाद्वारे १९३२ मध्ये मांडला. १९३३-६२ या काळात त्यांनी अनेक निबंधांद्वारे आपल्या वरील विचारांचे विवरण केले. हे निबंध एकत्रित स्वरूपात इंग्रजीत ॲटॉमिक फिजिक्स अँड ह्यूमन नॉलेज या शीर्षकाखाली दोन खंडांत (१९५८ व १९६३) प्रसिद्ध झाले. बोर यांच्या एकूण ११५ प्रकाशनांपैकी त्यांचे प्रमुख विचार इंग्रजीत प्रसिद्ध झालेल्या द थिअरी ऑफ स्पेक्ट्रा अँड ॲटॉमिक कॉन्स्टिट्यूशन (१९२२), ॲटॉमिक थिअरी अँड द डिस्क्रिप्शन ऑफ नेचर (१९३४) आणि द युनिटी ऑफ नॉलेज (१९५५) या ग्रंथांच्या रूपात आढळतात.

आयुष्याच्या उत्तर काळात त्यांनी आणवीय भौतिकीचे शांततामय उपयोग व अण्वस्त्रांच्या विकासातून उद्‌भवणाऱ्या राजकीय समस्या यांकडे आपले लक्ष केंद्रित केले. अणुऊर्जा व अण्वस्त्रे यांच्या आंतरराष्ट्रीय नियंत्रणाचे ते पुरस्कर्ते होते. १९५० मध्ये त्यांनी संयुक्त राष्ट्रांना सादर केलेल्या एका प्रगट पत्राद्वारे ‘खुल्या जगा’च्या संकल्पनेचा स्वीकार करण्याचे आवाहन केले होते. आयुष्याच्या शेवटच्या काही वर्षांत त्यांनी रेणवीय जीवविज्ञानातील नव्या शोधांत उत्साहाने रस घेऊन त्यावरील आपले विचार एका निबंधाद्वारे मांडले व तो निबंध त्यांच्या मृत्यूनंतर १९६३ मध्ये ‘लाइट अँड लाइफ रिव्हिजिटेड’ या शीर्षकाखाली प्रसिद्ध झाला.

बोर रॉयल डॅनिश ॲकॅडेमी  ऑफ सायन्सेसचे, डॅनिश कर्करोग समितीचे व डॅनिश अणुऊर्जा मंडळाचे अध्यक्ष होते. ते लंडनच्या रॉयल सोसायटीचे, तसेच ॲम्स्टरडॅम, बोस्टन, बर्लिन, पॅरिस, अप्साला, मॉस्को वगैरे ठिकाणच्या ॲकॅडेमींचे सदस्य होते. केंब्रिज, ऑक्सफर्ड, लंडन, सॉर्‌बॉन, प्रिन्स्टन, मुंबई, कलकत्ता इ. विद्यापीठांनी त्यांना सन्माननीय डॉक्टरेट पदव्या दिल्या होत्या. १९२१ मध्ये त्यांना रॉयल सोसायटीचे ह्यूझ पदक मिळाले. फोर्ड मोटार कंपनीतर्फे ‘शांततेसाठी अणू’ या पुरस्काराचा प्रथम बहुमान १९५७ मध्ये त्यांनाच मिळाला. ते कोपनहेगन येथे मृत्यू पावले.

इ. स. १९७५ सालचे भौतिकीचे नोबेल पारितोषिक विजेते ⇨ऑगे नील्स बोर  यांचे पुत्र होत.

भदे, व. ग.

“