Лев Ландау

Льва Ландау вполне можно назвать ренессансной личностью. Широкий кругозор, глубокая эрудиция в разных областях, самостоятельность суждений и поступков, огромное жизнелюбие — эти качества, характерные для эпохи Возрождения, позволили ему продвинуться в своих работах столь далеко и охватить острым умом так много тем, что в рассказе о нём нелегко подступиться ко всему, к чему подступился за всю жизнь он.

Физика — наука весёлая

Первые годы жизни Ландау прошли на берегах Каспия, в городе нефтяников. В начале минувшего века Баку можно было назвать и городом инженеров, которые обслуживали нефтяные промыслы. В семье одного из них и родился будущий нобелиат, создатель российской школы теоретической физики.

Необычные способности Ландау к точным наукам проявились ещё в детстве. «Интегрировать научился лет в 13, а дифференцировать умел всегда», — шутя рассказывал о себе Ландау. Математическая одарённость ученика ставила в тупик его гимназических преподавателей, испытывавших, наверное, смешанные чувства. Известен случай, когда по прошествии многих лет в гости к Ландау приехал пожилой учитель и раскрыл своё отношение к бывшему ученику: «Лев, только теперь я могу честно сознаться, как я боялся тебя спрашивать. Ведь я иногда не мог понять, как ты решаешь задачи...».

Гимназию Лев окончил в тринадцать лет, а затем поступил сразу на два факультета Бакинского университета — физико-математический и химический (правда, затем остановил свой выбор на первом). В 1924 году Лев Ландау перевёлся на физическое отделение Ленинградского университета. На берегах Невы Ландау занимался наукой так много, что речь буквально шла о самоистязании. В итоге после заработанной бессонницы врачам пришлось наложить вето на позднюю работу.

Но он вовсе не был затворником — ни в научном, ни в житейском плане. В годы учёбы в Ленинградском университете Ландау даже состоял в «джаз-банде», так именовала себя четвёрка увлечённых студентов, в дальнейшем ставших известными физиками. Кроме Ландау, в неё входили Георгий Гамов, Дмитрий Иваненко, Матвей Бронштейн. Принципы игрового освоения научного и культурного поля, которые они практиковали в своём кругу, как-то: взаимные превращения работы в досуг и обратно, непрерывная демонстрация эрудиции и парады остроумия, подтрунивание над авторитетами и даже именование друг друга прозвищами на иностранный манер (Дау-Ландау, Джонни-Гамов, Димус-Иваненко, Аббат-Бронштейн) — в какой-то степени можно сопоставить с принятыми впоследствии у шестидесятников.

Удивительно, как при этом всём участники «джаз-банда» умудрялись упорно и успешно учиться, следить за новостями науки из отечественных и зарубежных журналов, совершать свои первые открытия, которые очень быстро сделали имя почти каждому из этой четвёрки. Благодаря такой истинно возрожденческой раскованности мысли, интеллектуальному соратничеству Ландау сотоварищи за весьма короткий срок обжили передний край науки и включились в интернациональный исследовательский поиск и обмен идеями.

Международная известность Ландау пришла после его первых научных публикаций. В 1926 году в журнале Zeitshrift fur Physik увидела свет его статья «К теории спектров двухатомных молекул», где юный теоретик развил идеи только-только зарождавшейся квантовой физики. А в 1928 году Ландау опубликовал работу, в которой впервые ввёл понятие «матрица плотности», ставшее одним из основных в квантовой механике. В 1929 году Ландау по путёвке Наркомпроса отправился в длительную командировку в Европу. Университеты Берлина, Геттингена, Лейпцига — таковы были пункты этой поездки. Знакомство с создателями квантовой физики — Вернером Гейзенбергом, Максом Борном, Эрвином Шрёдингером, Вольфгангом Паули; новые идеи, споры и, как следствие, создание основ для новых разделов физики сопровождали эти встречи.

В командировке Ландау особняком стоит посещение Копенгагена и встреча с Нильсом Бором. Мэтр мировой физики сразу полюбил молодого и задиристого юношу. По признанию датского профессора, Ландау стал самым любимым его учеником. И взаимно. Ландау, в свою очередь, считал именно Бора своим наставником, научившим понимать квантовую физику. Тёплые отношения Бор и Ландау сохраняли на протяжении тридцати лет.

Чемпион по вычислениям

Ландау «скальпельно» владел математическими методами решения задач: достаточно было узнать лишь результат той или иной работы, как ему сразу же становилось ясно, каким образом можно дать количественное решение. Это зачастую ошеломляло собеседников. В рамках известных ему математических методов теоретической физики Ландау получал правильный результат быстрее других.

Совершенное знание всех разделов физики помогало Ландау почти моментально находить нужное решение. Этому во многом способствовало умение упростить задачу, или, как он сам говорил, «тривиализовать».

Универсальность, энциклопедичность знаний Ландау в, казалось бы, далеко отстоящих друг от друга областях физики поражала. Ландау наряду со знаменитым американским физиком Ричардом Фейнманом можно назвать последними универсалами в этой науке, обладавшими столь широкими знаниями. Кроме того, они оба в чём-то были схожи по характеру, хотя друг с другом никогда не встречались. Примечательно, что и в своих научных трудах они также пересекались: Ландау создал феноменологическую (описательную) теорию сверхтекучести жидкого гелия (за что удостоился Нобелевской премии), а Фейнману принадлежит детальное пояснение этого эффекта.

На полувековой юбилей Льва Давидовича в числе многочисленных подарков ему были преподнесены «десять заповедей Ландау» — список формул, нанесённых на мраморные скрижали и относящихся к десяти его наиболее значимым работам. Каждая из них составила бы честь многим физикам и, может быть, считалась бы главной в их жизни. А у Ландау таких первоклассных работ накопилось больше десятка. Стоит ли говорить, что этот перечень охватывает самые разные области теоретической физики — от элементарных частиц до сверхпроводимости.

«Спаситель» законов природы

Основные законы природы содержат в себе принцип симметрии, связанный с тем, что в пространстве нет каких-либо направлений, имеющих преимущества перед остальными. И действительно, разницу между «верхом» и «низом» люди устанавливают сами, относительно каких-либо ориентиров; то же самое касается понятий «право» и «лево». Поэтому считалось, что невозможно с помощью природных явлений объяснить инопланетянам разницу между «правым» и «левым» — этот пример приводился в качестве иллюстрации симметрии устройства нашего мира.

Однако в 1956 году американский физик Ву Цзяньсюн в серии экспериментов обнаружила, что постулаты, выглядевшие незыблемыми, не выполняются. Ву Цзяньсюн исследовала радиоактивный распад ядра кобальта-60, помещённого в магнитное поле. Казалось бы, электроны, вылетающие из ядра, должны были равномерно распределяться по всему пространству. Но выяснилось, что электроны летят преимущественно вдоль оси магнитного поля, стало быть, «право» и «лево» различаются Результат обескураживающий: выходило, что законы симметрии не соблюдаются. Это явление получило название «нарушение закона сохранения чётности». (Под чётностью в квантовой физике понимается квантовомеханическая характеристика состояния микрочастицы, связанная со свойствами симметрии этой микрочастицы относительно её зеркального отображения).

Ландау нашёл элегантный выход из возникшей ситуации. Результатом его размышлений стал так называемый закон комбинированной чётности. Вот как объяснял суть нового закона ученик Ландау Владимир Берестецкий: «... Вспомним, что кроме электронов существуют такие же частицы, как электроны, но с противоположным электрическим зарядом — позитроны. Каждой частице соответствует своя античастица. Вообще же законы природы симметричны относительно знака заряда. Можно представить себе такой мир, в котором всё наоборот, т. е. атомы состоят из отрицательно заряженных ядер и положительно заряженных электронов. Ни один из известных фактов не противоречит этому. Когда мы искусственно создаём частицы, то они возникают и положительными, и отрицательными. Ландау скомбинировал принцип зеркальной симметрии с этим принципом зарядовой симметрии. Можем ли мы дать разумному существу из других миров объективное определение того, что отличает „правое“ от „левого“? Используя описанный выше опыт, можно сказать ему так: „Возьмите ядра кобальта-60, поместите их при соответствующих условиях в магнитное поле и посмотрите, куда летят электроны. Это направление вместе с направлением вращения электронов в проводах электромагнита образует то, что мы называем правым винтом“. Но, может быть, это существо живёт в антимире, состоящем из античастиц, потому возьмёт антикобальт и будет наблюдать не электроны, а антиэлектроны, которые будут лететь в другую сторону. И это существо не может знать, живём ли мы в мире или антимире. И тогда что мы назовём частицами, а что античастицами? Так что симметрия правого с левым существует не сама по себе, а лишь объединённая с симметрией между частицами и античастицами».

Тем самым сохранение симметрии было «спасено».

Экстремальный преподаватель

Но не всегда Ландау стремился сохранять то, что, по его мнению, стало архаичным. Это наглядно проявилось в последние годы его работы в Ленинграде в Физико-техническом институте АН СССР. Ландау выразил резкое несогласие с методами работы его главы — Абрама Иоффе, чья школа в то время считалась лучшей в стране. После конфликта с основателем Физтеха Дау в 1932 году переехал в Харьков. Интересно отметить, что ещё в студенческие годы он и его коллеги по «джаз-банду» на всех углах шумели, что прежнее поколение физиков ничего в физике не понимает и необходимо создать новый институт теоретической физики — желательно под их руководством.

Позже к этим оценкам, высказанным с позиций юношеского максимализма, добавилась и взвешенная критика состояния дел в физике тех лет — как советской, так и мировой. Дело в том, что многие появившиеся в то время работы по теорфизике не содержали новых идей и результатов, по существу, являлись повторением уже пройденного. Формально же картина выглядела так, как если учёные вели продуктивные исследования. Ландау же органически не мог терпеть халтуры, касавшейся, в том числе, торжественных реляций по поводу кажущихся достижений наших исследователей.

В харьковском Украинском физико-техническом институте Ландау представилась возможность реализовать планы по созданию собственной школы физиков-теоретиков. По приезде в Харьков (в те времена столица Украинской ССР) Ландау начал читать курс физики в местном университете. Новый преподаватель сразу же стал общим любимцем. Живая речь молодого профессора притягивала к себе новых слушателей, случалось, на лекции приходили люди из других институтов.

Работая в Харькове, он постепенно начал разрабатывать специальную программу, позже вошедшую в историю науки как «теоретический минимум», или теорминимум. К его составлению Лев Давидович отнёсся самым тщательным образом, вместив в него не только необходимые сведения из физики, но и математические методы, которые обязательны для физика-теоретика.

Знание физики и умение решать конкретные задачи проверялось в ходе серии экзаменов. Ландау объяснял, почему для начинающего учёного сдача теорминимума имеет принципиально важное значение. Дело в том, что, начиная работать и постепенно углубляясь в какую-то отдельную проблему, человек неизбежно уходит в специализированную, зачастую узкую область физики. Но исследователь должен иметь исходное представление обо всех разделах теоретической физики и владеть методами решения самых разных задач — это, по мнению Ландау, позволило бы использовать далеко отстоящие, на первый взгляд, аналогии и помогало бы развитию интуитивного мышления физиков.

Важно отметить, что экзамены по сдаче теорминимума Ландау были неофициальными — их мог сдать любой, кто хотел заниматься теоретической физикой. Сроки сдачи экзаменов также были произвольными — разные люди могли уложиться в промежуток от многих месяцев до нескольких лет. И такие сроки сдачи считались в порядке вещей. На экзаменуемого эта процедура не накладывала никаких обязательств, зато в случае успешного прохождения через испытания он сполна мог рассчитывать на помощь мэтра в обсуждении своих работ.

Подготовка к сдаче теоретического минимума была сама по себе работой весьма нелёгкой. Поэтому человек мог самостоятельно оценить свои силы и уйти из теоретической физики раньше, чем обнаружит, что не способен самостоятельно работать в этой области науки. Поначалу Ландау сам принимал все экзамены теорминимума, но после того как количество желающих стало возрастать, его сотрудники взяли на себя роль экзаменаторов. По подсчётам самого Льва Давидовича, произведённым в конце 1961 года, ему лично теоретический минимум сдали 43 человека.

Другой привилегией сдавшего теоретический минимум была возможность выступать в качестве докладчика на семинаре, проходившем по четвергам в Институте физических проблем в Москве, куда в 1937 году переехал Ландау. Это мероприятие стало необходимым элементом ландауского творчества.

Семинар был своеобразным явлением, не похожим ни на одно аналогичное собрание. Он отличался особой атмосферой влюблённости в науку. Надо сказать, что Ландау предпочитал узнавать новости физики не из публикаций, а от своих коллег — читателей научной литературы. На суд аудитории выносились материалы ведущих мировых физических журналов, главным образом Physical Review. Примечательно, что темы для обсуждения предварительно отбирал сам Ландау. Однако дело не сводилось к простому пересказу новинок научной литературы. От докладчика требовалось не просто рассказать содержание статьи — он должен был разобраться в ней так, как если бы сам являлся автором публикации и нёс ответственность за каждую напечатанную фразу. Если вещавший с трибуны не только глубоко вникал в существо рассказываемых им вещей, но и предлагал свой, оригинальный подход, то это заслуживало одобрения Ландау. Успешные работы заносились в так называемый «золотой фонд». Стоило же человеку запутаться или обнаружить непонимание прочитанного, как на него изливался поток язвительных замечаний из уст мэтра; иной раз перепадало и авторам статей. Нередко взору собравшихся представала картина, когда Ландау, оживлённо жестикулируя, громил на чём свет держится рассказчика. «Патология!» — одно из любимых слов, которым аттестовался неудачный доклад.

Что и говорить, условия, в которых заслушивались работы, отличались экстремальностью. Но зато, по воспоминаниям участников семинара, воспитательную силу такого подхода трудно было переоценить. Собственно, семинар преследовал две цели: способствовал информированию самого руководителя и помогал его коллегам до мелочей вникать в существо того или иного вопроса из новейших областей физики. Поэтому пересказ иностранной литературы отнюдь не доминировал в программе семинара; докладчики выступали и с сообщениями о своих работах.

Характерно, что Ландау был доступен для всех, кто ожидал получить консультацию по любой проблеме теорфизики. Примечательно и то, что он никогда не позволял себе высокомерно отделаться от задаваемых ему вопросов. Конечно, иной раз доводилось услышать: «Ну, это меня не интересует». Зато, как нередко выяснялось через день-другой, Ландау продолжал размышлять над вопросом и выдавал свой ответ. Но при этом, если обсуждение задачи в итоге выливалось в написание статьи, Ландау никогда не указывал свою фамилию в списке авторов, невзирая на то, что немалая часть работы фактически выполнена им. По словам ученика Ландау, Нобелевского лауреата Алексея Абрикосова, «...соавторство Дау означало, что а) идея работы в значительной степени или целиком принадлежит ему и б) он реально участвовал в расчётах. Если хотя бы одно из этих условий не было выполнено, то он от соавторства отказывался. Если бы это было не так, то число его работ (примерно 120) надо было бы увеличить в 30—40 раз, ибо все его ученики приносили ему свои работы, и не было случая, чтобы что-то в них он не внёс».

«Курс»

Применительно к литературе по теоретической физике можно произнести лишь одно слово «Курс» — именно так, с большой буквы — и сразу станет ясно, о чём идёт речь. Ничего похожего история науки не знала, аналогов этому многотомному труду не существует и по сей день. «Курс теоретической физики» стал, пожалуй, главной частью в образовательной стратегии Ландау.

Соавтором Ландау, человеком, который непосредственно написал «Курс», стал его ближайший друг — Евгений Лифшиц. Поэтому очень часто в «простонародии» (например, в студенческой среде) «Курс» называют «Ландафшиц». Это сокращение указывает на незаменимость каждого из соавторов. Сам Ландау писал научные работы с трудом, а вот Лифшиц обладал несомненными литературными талантами. Впрочем, деятельность Лифшица не сводилась лишь к переводу мыслей Ландау на бумагу: главную работу по написанию трёх томов «Курса», вышедших уже без участия своего старшего друга и учителя, а также переиздание с дополнениями других томов подготовил именно он.

Отбор материала для книги представлял собой задачу не менее сложную, чем составление программы теоретического минимума. В десять томов, изданных в разное время, вместилась вся необходимая, по мнению авторов, информация по всем разделам теоретической физики. И это понятно: ведь она в той или иной степени связана со всеми разделами физики. Содержание «Курса» корректировалось со временем, подвергаясь немалой переработке, но и по сей день эти книги остаются настольными для специалистов.

«Нельзя себе представить лучшего памятника Ландау, лучшего продолжения его пути в физике», — эти слова о «Курсе» принадлежат ещё одному нобелиату, академику Виталию Гинзбургу. Наверное, в «Курс» вложена вся душа теоретической физики.

«Истребитель» зануд

Экстравагантность Ландау, обросшая за многие годы различными легендами и байками, была, по воспоминаниям общавшихся с ним людей, совершенно естественной, без тени наигранности. Скорее, она представляла собой совершенно свободного от всяких условностей и догм человека. Шутки, остроты, парадоксы Ландау обожал. Скучные люди не пользовались его вниманием: «Истребление зануд — долг каждого порядочного человека. Если зануда не разъярён — это позор для окружающих».

Чего стоит одно празднование пятидесятилетия Льва Давидовича в Институте физических проблем — это событие вышло за пределы академической среды. Дежурное славословие останавливалось на входе: «Адреса сдавать швейцару».

Проявлением жизнелюбия Ландау был и неподдельный интерес к окружавшим его людям, и способность дать совет по многим житейским проблемам. Ландау изумляло, насколько люди не способны разбираться в обстоятельствах своей собственной жизни: «Многие гонят от себя неприятные мысли. Они даже обдумать толком ничего не могут. Умение разобраться в обстоятельствах своей жизни дано не каждому. Здесь главное — выработать привычку анализировать события, докапываться до первопричины того, что мешает тебе стать счастливым и наслаждаться жизнью. Тому, кто научится это делать, легче принимать решения, легче жить».

Если попытаться провести аналогии с миром искусства, то, возможно, Ландау был творцом сродни Моцарту в музыке. Любопытно, впрочем, что эта область искусства Льва Давидовича не интересовала, зато в литературе и истории он демонстрировал познания, содержавшие массу деталей и подробностей. При этом Ландау и окружающих стремился затянуть на «гуманитарные орбиты», поэтому заботился о расширении кругозора своих студентов не только в области физики, но и «лирики». Как-то раз в Харькове вместо очередной лекции он устроил викторину, на которой предложил аудитории набор вопросов, относящихся к разным областям гуманитарных знаний: «Откуда взялось выражение „пройти красной нитью“?», «Сколько и каких было чудес света?», «Кто придумал слово „стушеваться“?». Со стороны это могло выглядеть странно, но Ландау считал иначе.

Конечно, люди воспринимали его по-разному. Но, судя по воспоминаниям встречавшихся с ним, общение со Львом Давидовичем было подарком судьбы. «Между нами жило чудо, и мы это знали», — говорил один из современников Ландау.

Источник www.strf.ru

E-mail пользователя:
Пароль:
Запомнить меня

У вас нет аккаунта? Создайте его сейчас.

Добавить комментарий

« Назад

« Предыдущая страница   | | Следующая страница »