12K подписчиков

Знай наших! Лев Ландау – гений теоретической физики

8,4K прочитали
Лев Ландау. Фото: Sputnik Азербайджан
Лев Ландау. Фото: Sputnik Азербайджан

Лев Давидович Ландау был не просто выдающимся физиком XX века, нобелевским лауреатом, обладателем престижнейших международных наград и государственных премий. Едва ли не более важно то, что он стал создателем мощной научной школы, сплочённого кружка единомышленников – в их горячих дискуссиях рождалась новая физика.

Ландау не только сделал ряд фундаментальных открытий в разных областях физики, но и провёл огромную систематизаторскую работу, создав передовой курс теоретический физики. Во многом благодаря его заслугам советская наука стояла на переднем крае научных исследований.

Но это далеко не всё, чем запомнился Ландау. Он был неординарным человеком во многих сферах жизни. Современники вспоминают его острый юмор, он был ценителем женщин, а ещё создал свою теорию счастья, полагая, что каждый человек должен и даже обязан быть счастливым – для этого он должен реализоваться в работе, любви и общении с людьми.

Вундеркинд

Лев Ландау родился 115 лет назад, 22 января 1908 года, в Баку. Он был очень одарён математически – в 13 лет окончил среднюю школу, к этому времени он уже решал дифференциальные уравнения и умел интегрировать. В возрасте 14 лет поступает в Бакинский университет, где изучает физику и химию. Через два года он переводится на физфак Ленинградского университета.

Ещё будучи совсем молодым человеком, он успел опубликовать четыре серьёзные научные работы. Уже в это время сферой его интересов становится сложнейшая и наиболее передовая область – квантовая физика. В 1927 г. в одной из своих работ Ландау вводит фундаментальную квантовую величину, которая в дальнейшем получила название матрицы плотности. На тот момент ему было всего 19 лет!

В 1929 году советское правительство посылает молодого и очень перспективного физика в научную командировку. В течение нескольких лет он учится и работает в Германии, Швейцарии, Англии, Нидерландах и Дании. Здесь он знакомится с Нильсом Бором – светилом мировой науки, которого Ландау до конца жизни считал своим единственным учителем.

В центре — Ландау с супругой, слева — Нильс Бор, справа — Маргарет Бор. 1961 г. Фото: Элементы
В центре — Ландау с супругой, слева — Нильс Бор, справа — Маргарет Бор. 1961 г. Фото: Элементы

По возвращении в Советский Союз в 1931 году он переезжает в тогдашнюю столицу Украины Харьков, где становится руководителем теоретического отдела Украинского физико-технического института. В 1934 году Ландау присуждают учёную степень доктора физико-математических наук без защиты диссертации, а в 1935-м он получает звание профессора.

В 1937 году по приглашению Петра Капицы Ландау переезжает в Москву, где возглавляет отдел теоретической физики во вновь созданном Институте физических проблем.

Именно здесь начинается работа Ландау над проблемой сверхтекучести жидкого гелия. Сверхтекучесть – очень необычное состояние вещества при крайне низких температурах. В этом виде гелий протекает сквозь мельчайшие отверстия, словно у него полностью отсутствует вязкость. Он может подниматься по стенке сосуда, как будто сила тяжести на него не действует, и обладает теплопроводностью, которая в сотни раз превышает теплопроводность меди. Такое поведение гелия связано с особыми квантовыми эффектами. Работы по теоретическому осмыслению этого состояния вещества, которые потребовали применения сложнейшего математического аппарата, принесли Ландау мировую славу, и в 1962 году он получит за них (и не только за них) Нобелевскую премию.

Фото: letsgophotos.ru
Фото: letsgophotos.ru

В целом же Ландау можно с полным правом назвать физиком-универсалом. Не просто большой, а фундаментальный вклад он внёс в такие достаточно далёкие друг от друга области физики, как магнетизм, сверхтекучесть и сверхпроводимость; физика металлов и полупроводников, атомного ядра и элементарных частиц, плазмы; квантовая электродинамика и даже астрофизика.

«Пламенный коммунист» и «шпион»

Хотя Ландау никогда не был членом Коммунистической партии, отец американской водородной бомбы Э. Теллер, лично знакомый с Ландау, называл его «пламенным коммунистом». Такое заключение он сделал на основании тех идей, который высказывал Ландау в частных разговорах и в газетных интервью. Находясь в Европе, Ландау восхищался революционными преобразованиями в Советской России, утверждал, что там нет эксплуатации, а каждый человек работает во благо своей страны, при этом в СССР огромное внимание уделяется развития образования и науки. Он презирал буржуазные предрассудки и привилегии и верил, что революция с ними покончит.

Ландау искренне верил, что в Советской России идёт строительство нового общества. Даже сталинские репрессии 1937 года не поколебали эту веру: их он связывал исключительно с личной диктатурой Сталина, который предал дело революции, но общий курс считал верным.

Именно такие идеи высказывались в антисталинской листовке, редактирование которой сталинские следователи приписывали Ландау.

В 1938 физик был арестован по обвинению в шпионаже, вредительстве и участии в составлении той самой листовки. Год он провёл в тюрьме. От репрессии учёного спасло обращение ведущих учёных. Нильс Бор лично писал к Сталину, а Пётр Капица обратился к Берии с просьбой освободить Ландау под его личную ответственность.

Лев Ландау в тюрьме НКВД. Фото: wikipedia.org
Лев Ландау в тюрьме НКВД. Фото: wikipedia.org

Биографы сходятся на том, что после ареста Ландау стал вести себя осмотрительнее, тем более что мог подвести поручившегося за него Капицу.

В годы войны учёный трудится для нужд обороны страны, работая над проблемой детонации взрывчатых веществ, а также принимает участие в советском атомном проекте. В 1946 Ландау был избран академиком. Трижды – в 1946, 1949, 1953 – ему были вручены Сталинские премии, в 1962 – Ленинская премия, а в 1954 он удостоен звания Героя Социалистического Труда.

Ландау верил в справедливость социалистических принципов. После смерти Сталина он надеялся, что они будут восстановлены. У него сложились хорошие отношения с Хрущёвым. «Не надо ругать Хрущева за то, что он не сделал этого раньше, при жизни Сталина, надо хвалить его за то, что он решился сделать это сейчас», – говорил он знакомым о критике культа личности Сталина. На одном из приёмов в Кремле Ландау лично представили Хрущёву, и они, по словам самого учёного, наговорили друг другу комплиментов.

Теорминимум

«Ландау создал большую научную школу, представители которой успешно работают в различных областях теоретической физики. Естественно, далеко не все из них унаследовали широту научного фронта Ландау. Некоторые из его учеников, находясь на крайних флангах теоретической физики, занимаясь термодинамикой или теорией поля, уже мало понимают друг друга. Но Ландау хорошо понимает всех», – писал об учёном его ученик В. Б. Берестецкий.

Ландау без преувеличения можно назвать выдающимся педагогом – после себя он оставил плеяду учеников, выдающихся физиков.

Свою преподавательскую деятельность он начал ещё в Харькове, продолжил её он и в Москве.

Ещё в Харькове была создана программа для молодых людей, желающих специализироваться в области теоретической физики – так называемый теоретический минимум. Ландау требовал от своих последователей знания основ всех разделов теоретической физики. Поэтому каждый молодой физик мог сдать ему лично 9 теоретических экзаменов, тем самым попав в число его учеников. О том, насколько это было сложным делом, ходили легенды.

Теоретический отдел ИФП АН СССР в 1956 г. Стоят: С. С. Герштейн, Л. П. Питаевский, Л. А. Вайнштейн, Р. Г. Архипов, И. Е. Дзялошинский. Сидят: Л. А. Прозорова (единственный физик-экспериментатор на этой фотографии), А. А. Абрикосов, И. М. Халатников, Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Фото: Элементы
Теоретический отдел ИФП АН СССР в 1956 г. Стоят: С. С. Герштейн, Л. П. Питаевский, Л. А. Вайнштейн, Р. Г. Архипов, И. Е. Дзялошинский. Сидят: Л. А. Прозорова (единственный физик-экспериментатор на этой фотографии), А. А. Абрикосов, И. М. Халатников, Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Фото: Элементы

А ещё вместе со своим учеником Е. М. Лифшицем Ландау написал курс учебных пособий по теоретической физике – этот 10-томник получил среди студентов остроумное название Ландавшиц. По универсальному охвату материала, глубине и продуманности его не даром сравнивают со знаменитыми на Западе «Фейнмановскими лекциями по физике».

Этот курс выдержал множество изданий на русском языке и был переведён на многие языки мира, оказав огромное влияние на уровень теоретической физики во всём мире.

Предания о Ландау

У Ландау был непростой характер, из-за этого многие современники его недолюбливали, полагая, что тот считает себя «умнее всех», считали его довольно холодным человеком. Но дело в том, писал лично хорошо знавший Ландау академик С. Герштейн, что «у Ландау было совершенно бескомпромиссное отношение к работам и суждениям, которые казались ему неправильными. И он открыто и довольно резко высказывал его, невзирая на лица». Он же приводит слова академика П. Капицы: «Тем, кто знал Ландау близко, было известно, что за этой резкостью в суждениях, по существу, скрывался очень добрый и отзывчивый человек».

С другой стороны, ещё при жизни Лев Давидович приобрёл в кругу своих учеников и коллег легендарный, почти «божественный» статус, некоторые из них даже называли себя его «апостолами». Не в последнюю очередь причиной тому было обаяние личности учёного, его харизма, красноречие и юмор. Он даже породил термин «так говорил Ландау» – коллеги любили пересказывать друг другу его шутки и афоризмы.

Ландау делил девушек на красивых, хорошеньких и интересных. У хорошеньких нос слегка вздёрнут, утверждал он, у красивых он прямой, а у интересных носы «ужасно большие». Была у него и свой классификация наук: науки бывают естественные, неестественные и противоестественные.

Ученик Ландау В. Л. Гинзбург вспоминал, что тот создал собственную логарифмическую шкалу лучших физиков мира. Это значит, что, например, физик 1 класса внёс в 10 раз больший вклад в науку, чем физик 2 класса, и т. д. Так вот, из физиков XX века Эйнштейн имел наивысший класс 0.5. Бор, Гейзенберг, Шрёдингер, Дирак, Фейнман и некоторые другие имели класс 1. Себя Ландау сначала скромно определил в класс 2.5, но впоследствии, довольный одной из своих работ, перевёл в класс 2, а затем и в класс 1.5.