Niels Bohr

Niels Bohr

Royaume de Danemark

8 min de lecture

SciencesScientifiqueXXe siècleDébut du XXe siècle, révolution de la physique moderne

Physicien danois (1885-1962), pionnier de la mécanique quantique. Il proposa un modèle révolutionnaire de l'atome et reçut le prix Nobel de physique en 1922.

Questions fréquentes

Niels Bohr (1885-1962) est un physicien danois, considéré comme l'un des pères de la mécanique quantique. Ce qu'il faut retenir, c'est qu'il a révolutionné notre compréhension de l'atome en proposant un modèle où les électrons tournent sur des orbites stables et quantifiées – une idée qui a permis d'expliquer les spectres lumineux. Pour cela, il reçoit le prix Nobel de physique en 1922. Moins connu que son modèle, son rôle d'organisateur scientifique : il a fondé l'Institut de Physique Théorique de Copenhague, véritable laboratoire intellectuel de la révolution quantique.

Citations célèbres

« Si quelqu'un n'est pas choqué par la mécanique quantique, c'est qu'il ne l'a pas comprise. »
« Un expert est quelqu'un qui a fait toutes les erreurs possibles dans un domaine très étroit. »

Faits marquants

  • 1885 : naissance à Copenhague, Danemark
  • 1913 : publication du modèle atomique de Bohr (niveaux d'énergie quantifiés)
  • 1922 : prix Nobel de physique pour ses travaux sur la structure atomique
  • 1927 : formulation du principe de complémentarité (congrès de Solvay)
  • 1943 : fuite du Danemark occupé vers les États-Unis, puis participation au projet Manhattan

Œuvres & réalisations

On the Constitution of Atoms and Molecules (trilogie) (1913)

Trois articles publiés dans le Philosophical Magazine qui constituent la fondation du modèle atomique de Bohr. Il y propose que les électrons gravitent sur des orbites stables et n'émettent de la lumière que lors d'un saut d'une orbite à une autre.

Institut de Physique Théorique de Copenhague (1920)

Institution scientifique fondée par Bohr, financée en partie par la brasserie Carlsberg. Elle devint le foyer intellectuel de la révolution quantique, accueillant les plus grands physiciens du XXe siècle.

L'interprétation de Copenhague de la mécanique quantique (1927)

Cadre conceptuel élaboré par Bohr et Heisenberg selon lequel les particules n'ont pas de propriétés définies avant d'être mesurées. Cette interprétation, bien que controversée, reste la plus répandue en physique à ce jour.

Atomic Theory and the Description of Nature (1934)

Recueil d'essais dans lequel Bohr développe le principe de complémentarité et réfléchit aux conséquences philosophiques de la physique quantique pour notre conception de la réalité.

Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete ? (réponse au paradoxe EPR) (1935)

Article en réponse au célèbre paradoxe d'Einstein-Podolsky-Rosen, dans lequel Bohr défend la complétude de la mécanique quantique et précise le concept de complémentarité.

Open Letter to the United Nations (1950)

Lettre ouverte dans laquelle Bohr plaide pour un contrôle international de l'énergie nucléaire et un monde ouvert où la science serve la paix — témoignage de son engagement éthique après Hiroshima.

Anecdotes

Niels Bohr était célèbre pour ses discussions interminables avec ses collègues, qu'il poursuivait jusque tard dans la nuit. Il avait l'habitude de penser tout en parlant, reformulant ses idées à voix haute jusqu'à trouver la formulation parfaite, au grand désespoir de ses assistants qui devaient tout noter.

En 1943, alors que la Gestapo venait l'arrêter, Bohr s'échappa de nuit en barque vers la Suède, puis fut transporté vers l'Angleterre dans la soute non pressurisée d'un bombardier Mosquito. Il perdit connaissance en route faute d'oxygène, mais survécut — une fuite digne d'un roman d'espionnage.

Un fer à cheval était accroché au-dessus de la porte de sa maison de campagne. Un visiteur surpris lui demanda s'il croyait vraiment à cette superstition. Bohr répondit en souriant : 'Non, bien sûr, mais on m'a dit que ça porte bonheur même si on n'y croit pas.'

Les débats entre Bohr et Einstein sur la mécanique quantique sont devenus légendaires. À chaque conférence Solvay, Einstein proposait une expérience de pensée pour prouver que la théorie quantique était incomplète, et Bohr passait la nuit à réfléchir pour trouver la faille — qu'il trouvait invariablement le lendemain matin.

Bohr avait fondé son Institut de Physique Théorique à Copenhague en 1920, qui devint le centre mondial de la physique atomique. Des géants comme Heisenberg, Pauli, Dirac et Schrödinger y séjournèrent. Il payait souvent lui-même les billets de train des jeunes chercheurs qui n'avaient pas les moyens de venir.

Sources primaires

On the Constitution of Atoms and Molecules (1913)
In order to explain the results of experiments on scattering of α rays by matter Professor Rutherford has given a theory of the structure of atoms. According to this theory, the atoms consist of a positively charged nucleus surrounded by a system of electrons kept together by attractive forces from the nucleus.
Conférence Nobel : La structure de l'atome (11 décembre 1922)
La théorie des spectres et de la constitution atomique a conduit à une image de l'atome dans laquelle les électrons se meuvent en orbites autour d'un noyau central, et où les propriétés de l'atome sont déterminées par les lois de la mécanique quantique.
Lettre à Albert Einstein (correspondance publiée) (1935)
La complémentarité n'est pas une limitation de notre connaissance, mais une caractéristique fondamentale de la réalité quantique. La question n'est pas de savoir si la théorie est complète, mais de comprendre ce que 'complète' peut signifier dans ce domaine.
Atomic Theory and the Description of Nature (1934)
The quantum postulate implies that any observation of atomic phenomena will involve an interaction with the agency of observation not to be neglected. Accordingly, an independent reality in the ordinary physical sense can neither be ascribed to the phenomena nor to the agencies of observation.
Discussions avec Einstein sur les problèmes épistémologiques en physique atomique (in Albert Einstein: Philosopher-Scientist) (1949)
Einstein n'était pas satisfait de ce qu'il considérait comme le caractère incomplet de la mécanique quantique. Mais les arguments qu'il avançait successivement se révélèrent compatibles avec la théorie, une fois pris en compte le principe d'incertitude.

Lieux clés

Copenhague, Danemark

Ville natale de Bohr et lieu de toute sa carrière. Il y fonda en 1920 l'Institut de Physique Théorique, qui porta son nom après sa mort et devint la capitale mondiale de la physique quantique.

Université de Manchester, Royaume-Uni

C'est dans le laboratoire d'Ernest Rutherford à Manchester, en 1912, que Bohr développa les idées fondatrices qui le conduisirent à son modèle de l'atome publié l'année suivante.

Bruxelles, Belgique — Palais des Académies

Lieu des conférences Solvay (1911, 1913, 1927…), où Bohr défendit l'interprétation de Copenhague face à Einstein. Ces débats fondateurs eurent lieu dans cette ville.

Tisvilde, Danemark

Maison de campagne de Bohr sur la côte nord de la Zélande, où il aimait se ressourcer avec sa famille et recevoir des collègues pour des discussions informelles loin de Copenhague.

Los Alamos, Nouveau-Mexique, États-Unis

Site secret du projet Manhattan pendant la Seconde Guerre mondiale, où Bohr (sous le pseudonyme de Nicholas Baker) participa en tant que consultant à la conception de la bombe atomique.

Stockholm, Suède — Hôtel de ville

C'est à Stockholm que Bohr reçut le prix Nobel de physique en décembre 1922, récompense qui consacra son modèle de l'atome et son rôle pionnier dans la physique quantique.

Voir aussi