В этом браке Нильс был вторым сыном. За два года до него родилась Дженни (1883-1933), которая, следуя по стопам матери, получила университетское образование в Копенгагене и Оксфорде. Здоровье иногда не позволяло этой девушке нервического склада отдаваться любимой работе, преподаванию. Через два года после Нильса родился его брат Харальд (1887- 1951). Между двумя братьями с детства установилась дружба, остававшаяся неизменной всю жизнь. Именно из писем к брату мы узнаем о некоторых подробностях первых приключений Нильса Бора за пределами Дании. Харальд стал блестящим математиком (профессором Копенгагенского университета) и лучшим футболистом, чем его брат, он даже был в составе сборной Дании на Олимпийских играх 1908 года в Лондоне.
Именно в отчем доме Нильс и Харальд сделали свои первые шаги в интеллектуальной жизни. К их отцу часто приходили профессор физики Кристиан Кристиансен (1843-1917), философ Харальд Хёффдинг (1834-1931) и лингвист Вильгельм Томсен (1842-1927), чтобы в неформальной обстановке обсудить самые разные темы. Обоим братьям разрешалось присутствовать при этих разговорах и даже участвовать в них, задавать вопросы и критиковать. Так укрепились некоторые свойства научной работы Бора: его страсть идти до конца, его стремление учитывать максимально возможное число точек зрения и не оставлять нерешенных задач.
Тихо Браге — один из значимых астрономов эпохи Возрождения наряду с Коперником, Кеплером и Галилеем. Он родился в 1546 году в шведской провинции Сконе, принадлежавшей в ту пору Дании. Король даровал ученому остров Вен, где тот построил, пожалуй, лучшую обсерваторию своего времени, снабдив ее гигантским квадрантом для чрезвычайно точного измерения видимых диаметров звезд.
Как на современной фабрике, каждый сотрудник на острове решал определенную задачу (будь то наблюдение с помощью квадранта или последующие математические расчеты), и всех их контролировал вездесущий Браге. В конце XVI века, когда астрономы разделились на сторонников классической модели космоса (в которой все планеты вращаются вокруг Земли) и новой модели Коперника (с Солнцем в центре), Тихо Браге предложил третий вариант. Он заявил, что Земля находится в центре Вселенной, вокруг нее движутся Солнце и Луна, а остальные планеты перемещаются вокруг вращающегося Солнца (как показано на рисунке). Интересно заметить, что в XX веке аналогия между планетарными системами и атомной структурой была источником проблем, и Нильс Бор оказался первым, кто положил конец этому уподоблению перемещения электронов в атоме движению светил в космосе.
В 1903 году Нильс поступил в Копенгагенский университет, чтобы изучать физику, хотя этот предмет был не единственным его увлечением в студенческие годы. Вместе с братом и дюжиной приятелей, получавших самое разнообразное образование, они создали философский клуб «Эклиптика», в некоторой степени воспроизводивший виденное ими дома. Это был междисциплинарный клуб, где молодые люди обсуждали различные серьезные научные вопросы в неформальной дружеской обстановке. На этих собраниях проявилась еще одна черта Бора: сосредоточившись на конкретной проблеме, он говорил все тише, пока не переходил на шепот. (Нильс Бор едва различал процессы мышления и говорения, так что очень часто его слова были почти неслышны.) Из этого клуба со временем вышли профессор филологии, профессор психологии, три директора национальных музеев, директор Института геодезии, экономисты и один посол Дании.
Датский физик первой половины XIX века Ханс Кристиан Эрстед известен как один из первых исследователей, доказавших тесную связь электричества и магнетизма и объединивших таким образом две науки в одну — электромагнетизм. Почти случайно в 1820 году Эрстед заметил, что при включении и выключении электрической цепи стрелка на компасе рядом с прибором отклоняется. Это подтверждало, что электрический ток и магнитные колебания — явления, связанные между собой. Примечательно, что эта связь проявляется только при включении или выключении прибора, а также при изменении силы электрического тока. Следовательно, не собственно ток, а его изменения влияют на земное магнитное поле и заставляют стрелку отклоняться.