Страница:
– Значит, им в школе плохо преподавали алгебру, — парировал Ландау.
– Какую алгебру? Вы же экзаменовали их по физике?
– Но если человек не знает алгебры, он в жизни не выведет ни одной формулы. Какой же из него выйдет инженер?
Руководство института растерялось. Ясно было, что молодой преподаватель не намерен сдаваться. Назначили другого экзаменатора, перетрусившие студенты благополучно сдали экзамены и были переведены на четвёртый курс.
В 1933 году Нильс Бор прислал своему ученику приглашение принять участие в конференции по теоретической физике, и Ландау снова побывал в Копенгагене. На следующий год Лев ещё раз посетил своего учителя.
В 1934 году Ландау присвоена степень доктора физико-математических наук без защиты диссертации, а в 1935 он получил звание профессора. Труды двадцатишестилетнего учёного и его коллег по УФТИ привлекли внимание советских и зарубежных теоретиков. Харьков превращается в крупный физический центр: здесь созываются конференции по теоретической физике, в которых принимают участие Бор, Паули, Вейскопф, Плачек, Пайерлс.
Конференция по теоретической физике в Харькове. Май 1934 г. В центре: Н. Бор, Л. Ландау, Я. Френкель.
В Харькове начал издаваться на русском и немецком языках «Физический журнал Советского Союза». Чтобы привлечь зарубежных подписчиков, целый год его рассылали по разным странам бесплатно. Шрифты заказывали в Ленинграде. Вначале работать было трудно: наборщики немецкого языка не знали, и приходилось делать до двенадцати корректур.
В Харькове у Ландау появились первые ученики. Вначале их насчитывалось немного. Почти все были ровесниками Дау или куда старше его. Лев Давидович разработал так называемый «теоретический минимум», значительно превышающий вузовскую программу по физике. Желающим сдать теоретический минимум предлагалось девять экзаменов: два по математике и семь по теоретической физике.
– Меня интересует, — говорил Ландау своим ученикам, — сумеет ли человек проинтегрировать уравнение. Математическая же лирика интереса не представляет.
Сдача этих экзаменов ни на кого не налагала никаких обязательств, разве что на Льва Давидовича: заметив способного юношу, он считал своим долгом помочь ему войти в науку. Вступительный экзамен можно было держать до трёх раз. Профессор всегда находил время поговорить со студентом. В этом отношении он был бесконечно щедр. Но если студент проваливался в третий раз, Льва Давидовича невозможно было уговорить разрешить неудачнику четвёртую попытку. Тут Дау в полной мере проявлял твёрдость характера, за которую и прослыл жестоким. Ему ничего не стоило сказать студенту, трижды безнадёжно провалившемуся на экзамене:
– Физик из вас не получится. Надо называть вещи своими именами. Было бы хуже, если бы я ввёл вас в заблуждение. Больше не приходите. У меня каменное сердце, и ложной жалости нет.
Зато сколько радости доставляли ему способные студенты! Толковый юноша надолго занимал его мысли. И во время обеда, и вечером он вдруг снова вспомнит утреннего гостя и заулыбается:
– Очень способный мальчик приходил сегодня.
Однажды на заседании студенческого научного общества третьекурсник Александр Компанеец выступал с докладом. Едва он кончил, встал Лев Давидович, доказал полную несостоятельность утверждений докладчика и ушёл. Шура следом. Он не помнил, как он шёл и куда. Кто-то его окликнул, накинул ему на плечи пальто. Тут его заметил Дау и пригласил к себе.
Жилище профессора поразило Шуру. Стол, шкаф, стулья покрашены весёлыми красками: розовой, красной и голубой. Как в детском саду! В углу — тахта с большими подушками в ярких наволочках, под потолком — пёстрый самодельный абажур. Уже через полчаса гость знал о делении учёных на классы, о классификации работ и о том, что женщины подразделяются на пять основных групп. Но особенно сильное впечатление на студента произвела «логарифмическая шкала». Об этой шкале рассказывает ученик Льва Давидовича академик Виталий Лазаревич Гинзбург в статье, посвящённой шестидесятилетию учителя:
«Его любовь к систематизации и чёткости, — пишет он, — много лет назад нашла выражение в шуточной, по сути дела, классификации физиков в логарифмической шкале. Это значит, что физик, скажем, второго класса в десять раз меньше сделал (именно сделал, речь идёт только о достижениях), чем физик первого класса. И вот в этой шкале Эйнштейн имел половинный класс, а Бор, Шрёдингер, Гейзенберг, Дирак, Ферми и некоторые другие имели первый класс. Себя же Лев Давидович поместил в двухсполовинный класс и только, кажется, лет десять назад, довольный какой-то своей работой (я помню этот разговор, но забыл, о какой работе шла речь), сказал, что добрался до второго класса». В пятый класс попали «патологи», авторы «патологических» — пустых и бессодержательных работ.
Шура Компанеец первым сдал профессору теоретический минимум. За ним выдержали экзамены Исаак Померанчук, Илья Лифшиц, Александр Ахиезер, Вениамин Левич. (За четверть века теоретический минимум сдало всего сорок три человека.)
Семинар не помешал научной работе. В 1933 году Ландау издаёт труд «О возможности объяснения зависимости низкотемпературной восприимчивости от поля», с которым в науку вошло понятие антиферромагнетизма. Труд этот послужил толчком к началу теоретических и экспериментальных исследований явления антиферромагнетизма у нас и за границей.
В ферромагнетиках и антиферромагнетиках атомы имеют магнитные моменты и представляют собой как бы микроскопические магнитные стрелки. При низких температурах эти стрелки выстраиваются как бы в определённом порядке. В ферромагнетике все моменты выстраиваются параллельно. Отсюда и происходит намагниченность в отсутствие внешнего поля. В антиферромагнетике возникает другой периодический порядок магнитных моментов, при котором они направлены попеременно в противоположные стороны. Эту структуру можно себе представить, как две вставленные одна в другую ферромагнитные кристаллические решётки (или, как их называют, подрешётки) с противоположной намагниченностью. В целом антиферромагнетик не обладает собственным магнетизмом, а так же, как парамагнетик, намагничивается лишь под влиянием внешнего поля. Но в отличие от парамагнетика величина его намагниченности обладает сильной анизотропией, иными словами, намагниченность сильно зависит от ориентации магнитного поля по отношению к магнитным моментам подрешёток. Если внешнее поле перпендикулярно этим моментам, то намагниченность значительно больше, чем при параллельной ориентации.
В 1935 году выходит работа Ландау «Доменная структура ферромагнетиков и ферромагнитный резонанс», выполненная им совместно с Е. М. Лифшицем. Гипотеза о существовании ферромагнитных доменов была высказана Вейссом ещё в 1907 году, но только спустя двадцать восемь лет Ландау и его соавтор доказали это теоретически.
Как уже говорилось, магнитные моменты атомов в ферромагнетике ориентированы параллельно. Почему же при этом большой образец ферромагнетика (например, кусок железа) может быть ненамагниченным? Связано это с тем, что такой образец разбивается на попеременные слои, называемые доменами, у которых магнитные моменты направлены в противоположные стороны. Каждый такой слой включает много атомных слоев. Такая разбивка на домены имеет место лишь у достаточно больших образцов. Мелкие части ферромагнетика всегда намагничены, в то время как большой образец может быть и ненамагниченным. Если поместить такой образец в магнитное поле, то происходит возрастание одних доменов за счёт других и частичный поворот магнитного момента в каждом домене. В результате образец оказывается намагниченным.
В своей работе Ландау и Лифшиц дали полную теорию доменной структуры, определили форму и размеры доменов. Кроме того, в той же работе было предсказано явление так называемого ферромагнитного резонанса: резкое увеличение поглощения электромагнитных волн в ферромагнетике при определённом значении частоты.
«О степени научной активности Л. Д. в это время можно судить хотя бы по списку работ, законченных им в течение одного лишь 1936 года: теория фазовых переходов второго рода, теория промежуточного состояния сверхпроводников, кинетическое управление в случае кулоновского взаимодействия, теория мономолекулярных реакций, свойства металлов при очень низких температурах, теория дисперсии и поглощения звука, теория фотоэлектрических явлений в полупроводниках», — пишет Е. М. Лифшиц.
Евгений Михайлович Лифшиц становится соавтором Ландау и по многотомному «Курсу теоретической физики», который Ландау задумал ещё в Ленинграде. Концентрация материала, лаконизм, редкое сочетание простоты и глубины изложения сделали эти книги физической энциклопедией. История физики не знала подобного труда.
Курс состоит из семи книг (задумано было девять):
«Механика» (1940, 1958, 1965, первое издание написано совместно с Л. Пятигорским);
«Теория поля» (1941, 1948, 1960, 1962, 1967);
«Квантовая механика» (1948, 1963);
«Статистическая физика» (1938, 1940, 1951, 1964);
«Механика сплошных сред» (1944, 1954);
«Теория упругости» (1965);
«Электродинамика сплошных сред» (1959).
Почти все эти книги неоднократно перерабатывались авторами, и каждая такая переработка фактически равноценна написанию новой книги.
Книги Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица обладают достоинствами, которые редко встречаются в подобного рода курсах.
Это прежде всего исключительная полнота и чёткость изложения. После прочтения книги читатель получает отчётливое представление обо всех основных проблемах, решённых данной отраслью теоретической физики, а также о том, какие вопросы ещё требуют разрешения.
Другое достоинство книг этого теоретического курса в том, что они — настоящее руководство к действию. Довольно часто книги по теоретической физике пишут так, что читатель, даже понимая их, с изумлением обнаруживает, что он не в состоянии самостоятельно решить ни одной задачи в соответствующей области.
В книгах Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица материал изложен в такой форме, что даёт в руки изучающему все наиболее эффективные методы теоретической физики, причём так, что читатель оказывается в состоянии легко применить их к решению интересующих его проблем.
Этому в немалой степени способствуют многочисленные задачи, помещённые в конце большинства разделов курса. Такие задачи, иногда простые, иногда сложные, но всегда остроумные, отнюдь не являются упражнениями с готовыми формулами, а требуют размышления и хорошего владения материалом. К каждой задаче даётся простое и изящное решение, помогающее читателю проверить себя. Многие из этих задач в своё время были предметом научных исследований.
Совместный труд в науке — дело деликатное, подсчитать степень участия в нём того или другого человека в процентном отношении очень трудно.
В Харькове Ландау ввёл в практику такой способ совместной работы, при котором соавтор трудился нисколько не меньше, чем он. Неверно было бы полагать, что работа протекала гладко и спокойно. Скорее наоборот. Предварительно обсуждалась небольшая глава. Через некоторое время соавтор приносил отпечатанный на машинке отрывок. Дау яростно набрасывался на каждую страницу, критиковал каждый абзац. Очень часто случалось так, что ученик Ландау не выдерживал, убегал, но через некоторое время появлялся снова с переписанным отрывком. Бросив взгляд на исправленные страницы, Ландау больше к ним не возвращался. Анализу подвергался следующий отрывок. Снова стремление «раздраконить» каждую страницу, снова шквал огня, не оставляющий завуалированной ни одной неясности. Последний вариант безупречен — прост и художествен по форме.
– Это очень трудно, даже, можно сказать, ужасно, — невольно вырвалось у одного из самых молодых учеников Ландау, когда он рассказывал о совместной работе со Львом Давидовичем.
– Читал «Квантовую механику», — вспоминает другой ученик. — В иных книгах порой чувствуешь, что автор что-то недопонимает. А у Дау всё ясно. Для него всё самое сложное — всё равно что четыре действия арифметики.
В Харькове вышли первые книги Ландау: «Электропроводимость металлов», написанная вместе с Компанеецем, и «Задачи по теоретической физике», написанные с Е. Лифшицем и Л. Розенкевичем.
Разумеется, при такой нагрузке надо было временами полностью «отключаться» от физики. Друзья заметили, что на досуге Дау не любит заниматься «умными» играми, например, шахматами. На отдыхе он веселится, как легкомысленный студент. Каких только словечек он не выдумал! Так, мужья, сидящие под каблуком у жён, — это «подкаблучники». Мужчины, неравнодушные к прекрасному полу, подразделяются на два класса: «душисты», для которых важнее всего душа дамы сердца, и «красивисты», которые ценят красоту предмета страсти. «Красивисты» делятся на «мордистов» — тех, что восторгаются хорошенькими личиками, и «фигуристов».
Женщины распределяются по пяти классам: к высшему, первому, принадлежит немецкая кинозвезда Анни Ондра — это идеал. Ко второму — хорошенькие и красивые, к третьему — миловидные, к четвёртому — те, у которых есть хоть что-нибудь от первого класса, к пятому — все остальные.
В институте Дау приобрёл славу задиры. Он готов был лезть в драку с любым очковтирателем, с любым подхалимом, или, как он называл их по-украински, — пидлабузныком. Объявился как-то некий «автор», списавший труд у иностранного учёного. Рукопись поступила на отзыв к профессору Ландау, который сразу установил плагиат. «Труд» получил соответствующий отзыв, но плагиатор не мог успокоиться. Он чуть ли ни год звонил Льву Давидовичу и произносил одно-два слова:
– Палач! Иезуит!
Жил в Харькове некий N, человек в высшей степени самовлюблённый. Его научные изыскания сводились к тому, что он всё списывал у других. «Работал» он очень много и опубликовал тьму статей. Ландау сыграл с этим Nзлую шутку: он попросил своих друзей в Москве, чтобы они прислали Nтелеграмму о том, что Нобелевский комитет решил присудить ему Нобелевскую премию, поэтому просит N, чтобы тот представил теоретическому отделу УФТИ к первому апреля все свои работы перепечатанными на машинке в двух экземплярах. Nпотерял голову. Времени оставалось в обрез, и он не обратил внимания на несколько подозрительную дату вручения рукописей. Задыхаясь от спеси и сознания собственного величия, он перестал здороваться со старыми знакомыми. Надо ли описывать, что с ним творилось, когда, положив на стол заведующего теоретическим отделом Л. Д. Ландау переплетённые рукописи, он вдруг услышал:
– Неужели вы подумали, что за эту муру? могут дать Нобелевскую премию? С первым апреля! Воистину — бог создал дураков и гусей, чтобы было кого дразнить.
– Ты думаешь, если сказать хаму комплимент, то он перевоспитается? Как же, жди! — заявил Дау приятелю.
Не поздоровилось и американцу N, физику, систематически торговавшему в Харькове заокеанским барахлом. Дау расклеил по всему городу объявления: «Продаётся дешёвое козье молоко» с указанием адреса и телефона спекулянта. С продуктами было в те годы плохо, и американцу не стало житья: с утра до ночи харьковчане требовали от него молока. Телефон американец накрывал подушкой, а к двери боялся подойти: в парадном с утра шумела толпа. В конце концов предприимчивый коммерсант был вынужден оставить Харьков.
Как-то молодой физик Лёня Верещагин надумал: хорошо бы закрыть воду в душе, когда кто-нибудь зайдёт туда и намылится. Дау отключил воду, когда в душе был Лёня.
– Всем известно, что я язва здешних мест, — смеялся Дау.
Но друзья чувствовали себя с Дау легко. Было в нём что-то невероятно лёгкое и уютное. Он всегда стремился всем удружить. Не услужить, а именно удружить. Чужую боль он ощущал, как свою. Харьковские приятели окрестили его — «Дау Всехскорбященский». Он любил повторять слова американского писателя Джона Рида:
– Я люблю людей, кроме пресыщенных жизнью ничтожеств.
Однажды Дау пришёл на университетский выпускной вечер.
– Представьте меня самой хорошенькой девушке, — попросил он своего знакомого.
Его подвели к Коре Дробанцевой. Если в мечтах ему рисовался образ идеальной красавицы, то Кора была на неё очень похожа: белокурая, нос чуть вздёрнут, глаза большие, серо-синие. Она только что закончила химический факультет.
Дау сиял. Он пошёл провожать новую знакомую, рассказывал ей о Дании, где недавно был по приглашению Нильса Бора. Он попросил разрешения навестить Кору. Через два дня он явился. Позвонил. Дверь отворилась, на пороге стояла Кора. Но она не узнавала его!
– Вы, наверное, к Коре? Заходите, пожалуйста.
– Познакомьтесь, это Надя, моя младшая сестра, — сказала Кора.
– А я вначале принял вас за Кору, — смутился Дау.
– Нас всегда путают, — улыбнулась Надя.
Их было три сестры, и все очень похожи: яркие, сероглазые блондинки. Дау зачастил в их дом. За полгода знакомства Кора ко многому привыкла. Дау мог прийти на свидание в одной калоше, да ещё по пути умудрялся посидеть на каком-нибудь крылечке. Усядется поудобнее, достанет купленную в ларьке редиску, вытрет носовым платком и съест. Потом купит билеты в театр и с целой охапкой роз появляется на пороге Кориной квартиры.
– Какие розы! Дау, милый! Спасибо!
– Мы сегодня идём в театр, — сообщает Дау.
Но она уже заметила, как грязны и измяты его парусиновые брюки и, поднося руку к виску, произносит:
– Не могу. Ужасная головная боль.
В другой раз приходит весь мокрый. Дверь открывает Кора.
– Пошёл дождь? — спрашивает она, взглянув на его пальто.
– Нет, отличная погода, — отвечает гость.
Но в следующую секунду он снимает шляпу, с полей которой, как из полного блюдца, льётся вода.
– Да, кажется, действительно идёт дождь, — удивляется Дау.
Он проходит в Корину комнату, усаживается на низкую тахту, покрытую большим голубым ковром, и декламирует свои любимые стихи:
О доблестях, о подвигах, о славе
Я забывал на горестной земле,
Когда твоё лицо в простой оправе
Передо мной сияло на столе…
Он был в неё влюблён, был нежен и внимателен. Он смотрел на неё с таким обожанием своими лучистыми гордыми глазами, что с первого взгляда было видно, каким сильнейшим порывом охвачено всё его существо, как великолепно это чувство, сколько счастья даёт ему любовь. Он весь — в любви к ней, ни раньше, ни потом не было у него такой любви.
Первое время Кору поражала инфантильность профессора. Однажды он с серьёзным видом заявил, что у него скрытое сероглазие — он хотел сказать, что у его отца были серые глаза. В другой раз мяукнул на каком-то скучном спектакле. Как и в семнадцать лет, брака он не признавал.
– Брак — это кооператив, он убивает любовь. А женщина, которая хочет женить на себе мужчину, занимается кооперативным шантажом. Ведь хорошую вещь браком не назовут, — говорил Дау Коре и не замечал, как она сразу сникала. — «Золото купит четыре жены, конь же лихой не имеет цены», а мне даже лошадь не нужна, а жена и подавно.
Когда же кто-нибудь пытался переубедить его, он возражал:
– Адмирал Нахимов считал, что моряку не следует жениться, всю жизнь он должен посвятить морю. Наука, как и море, требует самоотречения.
Но в глубине души он понимал, что в чём-то неправ. Насколько глубоко вошли в его душу эти противоречивые мысли и как его мучили сомнения, можно судить по следующему факту. Много лет спустя, попав в тяжелейшую автомобильную катастрофу и пролежав без сознания полтора месяца, Дау, придя в себя, спросил у жены:
– Коруша, я успел на тебе жениться?
Одной этой трагической фразой сказано всё.
В начале тридцатых годов родители Дау переехали в Ленинград, и он иногда приезжал к ним на неделю-другую. Соскучившись по матери, Лев первые дни почти никуда не ходил и ни с кем не общался, проводя всё время дома.
6 июля 1935 года Лев пишет Коре из Ленинграда:
«Дорогая моя девочка!
Спасибо за твоё милое письмо.
В эти 12 дней только спал и читал книги. Больше ничего! Мне даже было лень выходить из дому. Никогда не думал, что я устал до такой степени. Только теперь я несколько отошёл. По этому случаю завтра уеду куда-нибудь на юг.
Всё время вспоминаю о тебе. Любимая моя девочка, ты сама не понимаешь, как много ты для меня значишь.
Целую 10 nраз.
ДАУ».
С каждым днём он всё больше привязывался к Коре. Если бы ему предложили более интересную работу в другом городе, он, не задумываясь, отказался бы — лишь бы почаще видеть Кору. И всё же из Харькова пришлось уехать.
Однажды ректор университета пригласил Льва Давидовича к себе в кабинет и тоном, исполненным недовольства, сказал:
– У вас странные методы преподавания, профессор. Вы спрашиваете у студентов-физиков то, что входит в программу филологического факультета: кто написал «Евгения Онегина» и так далее. Педагогическая наука не допускает ничего подобного.
– В жизни не слышал большей глупости, — ответил Дау.
Ректор обиделся:
– Если вы не возьмёте своих слов обратно, я вас уволю.
– Не имеете права.
– Посмотрим.
В тот же день Ландау был уволен, хотя ректор не имел права увольнять профессора без ведома наркома просвещения. Ландау счёл глупостью тратить время и силы на то, чтобы доказывать неправоту ректора. Он уехал в Москву. Недели через три после отъезда он сообщил харьковским друзьям и ученикам, что будет работать в Институте физических проблем у П. Л. Капицы. «А вы, — писал профессор, — уже достигли уровня третьего с половиной класса и можете работать самостоятельно».
«В Капичнике идеальные условия для работы»
Институт физических проблем с момента своего возникновения связан с именем академика Капицы.
«Осенью 1934 года, когда я, как обычно, поехал в Советский Союз, чтобы повидать мать и друзей, и был совершенно неожиданно для меня лишён возможности вернуться в Кембридж, я в последний раз видел Резерфорда и больше не слышал его голоса и смеха», — пишет Пётр Леонидович Капица в своих воспоминаниях, опубликованных в 1966 году в журнале «Новый мир».
Капицу оставили в Москве для организации нового физического института.
Место для института было выбрано на редкость удачное: старинный парк на высоком берегу Москвы-реки, в самом начале Воробьёвского шоссе.
Здесь вырос целый комплекс домов строгой архитектуры: главный корпус, лаборатории, мастерские, особняк директора и длинный, двухэтажный дом для сотрудников, глядящий на Калужское шоссе. По другую сторону улицы — там, где сейчас витрины Дома обуви, — был пустырь. За ним деревянные дома совсем по-деревенски вытянулись вдоль дороги, дальше шли огороды. По утрам молочница спешила через дорогу с парным молоком.
Из Англии в Институт физических проблем прибыло первоклассное оборудование Монд-лаборатории, построенной Резерфордом в 1933 году специально для Капицы. Советское правительство купило это оборудование за 30 тысяч фунтов стерлингов. Сотрудники Резерфорда недоумевали: как он мог отправить в Москву уникальнейшие приборы, с которыми раньше не согласился бы расстаться ни за какие деньги. А Эрнесту Резерфорду, как истинному учёному, важно было не то, где находится оборудование — в Англии или в Советском Союзе, — а то, что интересы науки требуют продолжения начатых Капицей экспериментов. Если Капица не может приехать в лабораторию Резерфорда, пусть лаборатория Резерфорда едет к Капице.
Капица оказался талантливым организатором. Он выискивал для своего института лучших специалистов, создавал им все условия для работы, был строг и требователен.
О том, что это были за специалисты, можно судить хотя бы по мастеру Александру Васильевичу Петушкову.
Ни для кого не секрет, что есть опыты, успех которых зависит от того, сумеет стеклодув сделать нужный прибор или нет. Работая с жидким гелием, Пётр Леонидович не мог довести до конца опыт потому, что гелий испарялся прежде, чем он успевал опыт закончить. Работы велись в четырёхстенном цилиндрическом дьюаре.
– А что, если сделать шаровой дьюар? — предложил Петушков.
– Это, конечно, прекратило бы наши мучения, гелий не испарялся бы так быстро, — ответил Пётр Леонидович, — да только удастся ли?
Цилиндрический четырёхстенный дьюар — тончайший прибор, просветы между стеклами малы, а допуски не превышают полумиллиметра. Но цилиндры можно сначала сделать, а потом уже вставить один в другой и спаять, а вот выдуть один в другом четыре стеклянных шара дьюара трёхлитрового объёма — задача почти невыполнимая.
Однако Петушков изготовил уникальный шаровой четырёхстенный дьюар, и Пётр Леонидович блестяще закончил эксперимент.
Не раз заводы просили Институт физических проблем откомандировать в помощь инженерам, не сумевшим наладить выпуск сложной продукции, не кандидата или доктора наук, а мастера-стеклодува Александра Васильевича Петушкова. И не было случая, чтобы он не справился с работой, как бы сложна она ни была.
Жизнь в институте била ключом, работать здесь было интересно. Дау повезло, что он попал в Капичник (так называли институт его сотрудники).
– Какую алгебру? Вы же экзаменовали их по физике?
– Но если человек не знает алгебры, он в жизни не выведет ни одной формулы. Какой же из него выйдет инженер?
Руководство института растерялось. Ясно было, что молодой преподаватель не намерен сдаваться. Назначили другого экзаменатора, перетрусившие студенты благополучно сдали экзамены и были переведены на четвёртый курс.
В 1933 году Нильс Бор прислал своему ученику приглашение принять участие в конференции по теоретической физике, и Ландау снова побывал в Копенгагене. На следующий год Лев ещё раз посетил своего учителя.
В 1934 году Ландау присвоена степень доктора физико-математических наук без защиты диссертации, а в 1935 он получил звание профессора. Труды двадцатишестилетнего учёного и его коллег по УФТИ привлекли внимание советских и зарубежных теоретиков. Харьков превращается в крупный физический центр: здесь созываются конференции по теоретической физике, в которых принимают участие Бор, Паули, Вейскопф, Плачек, Пайерлс.
В Харькове начал издаваться на русском и немецком языках «Физический журнал Советского Союза». Чтобы привлечь зарубежных подписчиков, целый год его рассылали по разным странам бесплатно. Шрифты заказывали в Ленинграде. Вначале работать было трудно: наборщики немецкого языка не знали, и приходилось делать до двенадцати корректур.
В Харькове у Ландау появились первые ученики. Вначале их насчитывалось немного. Почти все были ровесниками Дау или куда старше его. Лев Давидович разработал так называемый «теоретический минимум», значительно превышающий вузовскую программу по физике. Желающим сдать теоретический минимум предлагалось девять экзаменов: два по математике и семь по теоретической физике.
– Меня интересует, — говорил Ландау своим ученикам, — сумеет ли человек проинтегрировать уравнение. Математическая же лирика интереса не представляет.
Сдача этих экзаменов ни на кого не налагала никаких обязательств, разве что на Льва Давидовича: заметив способного юношу, он считал своим долгом помочь ему войти в науку. Вступительный экзамен можно было держать до трёх раз. Профессор всегда находил время поговорить со студентом. В этом отношении он был бесконечно щедр. Но если студент проваливался в третий раз, Льва Давидовича невозможно было уговорить разрешить неудачнику четвёртую попытку. Тут Дау в полной мере проявлял твёрдость характера, за которую и прослыл жестоким. Ему ничего не стоило сказать студенту, трижды безнадёжно провалившемуся на экзамене:
– Физик из вас не получится. Надо называть вещи своими именами. Было бы хуже, если бы я ввёл вас в заблуждение. Больше не приходите. У меня каменное сердце, и ложной жалости нет.
Зато сколько радости доставляли ему способные студенты! Толковый юноша надолго занимал его мысли. И во время обеда, и вечером он вдруг снова вспомнит утреннего гостя и заулыбается:
– Очень способный мальчик приходил сегодня.
Однажды на заседании студенческого научного общества третьекурсник Александр Компанеец выступал с докладом. Едва он кончил, встал Лев Давидович, доказал полную несостоятельность утверждений докладчика и ушёл. Шура следом. Он не помнил, как он шёл и куда. Кто-то его окликнул, накинул ему на плечи пальто. Тут его заметил Дау и пригласил к себе.
Жилище профессора поразило Шуру. Стол, шкаф, стулья покрашены весёлыми красками: розовой, красной и голубой. Как в детском саду! В углу — тахта с большими подушками в ярких наволочках, под потолком — пёстрый самодельный абажур. Уже через полчаса гость знал о делении учёных на классы, о классификации работ и о том, что женщины подразделяются на пять основных групп. Но особенно сильное впечатление на студента произвела «логарифмическая шкала». Об этой шкале рассказывает ученик Льва Давидовича академик Виталий Лазаревич Гинзбург в статье, посвящённой шестидесятилетию учителя:
«Его любовь к систематизации и чёткости, — пишет он, — много лет назад нашла выражение в шуточной, по сути дела, классификации физиков в логарифмической шкале. Это значит, что физик, скажем, второго класса в десять раз меньше сделал (именно сделал, речь идёт только о достижениях), чем физик первого класса. И вот в этой шкале Эйнштейн имел половинный класс, а Бор, Шрёдингер, Гейзенберг, Дирак, Ферми и некоторые другие имели первый класс. Себя же Лев Давидович поместил в двухсполовинный класс и только, кажется, лет десять назад, довольный какой-то своей работой (я помню этот разговор, но забыл, о какой работе шла речь), сказал, что добрался до второго класса». В пятый класс попали «патологи», авторы «патологических» — пустых и бессодержательных работ.
Шура Компанеец первым сдал профессору теоретический минимум. За ним выдержали экзамены Исаак Померанчук, Илья Лифшиц, Александр Ахиезер, Вениамин Левич. (За четверть века теоретический минимум сдало всего сорок три человека.)
Семинар не помешал научной работе. В 1933 году Ландау издаёт труд «О возможности объяснения зависимости низкотемпературной восприимчивости от поля», с которым в науку вошло понятие антиферромагнетизма. Труд этот послужил толчком к началу теоретических и экспериментальных исследований явления антиферромагнетизма у нас и за границей.
В ферромагнетиках и антиферромагнетиках атомы имеют магнитные моменты и представляют собой как бы микроскопические магнитные стрелки. При низких температурах эти стрелки выстраиваются как бы в определённом порядке. В ферромагнетике все моменты выстраиваются параллельно. Отсюда и происходит намагниченность в отсутствие внешнего поля. В антиферромагнетике возникает другой периодический порядок магнитных моментов, при котором они направлены попеременно в противоположные стороны. Эту структуру можно себе представить, как две вставленные одна в другую ферромагнитные кристаллические решётки (или, как их называют, подрешётки) с противоположной намагниченностью. В целом антиферромагнетик не обладает собственным магнетизмом, а так же, как парамагнетик, намагничивается лишь под влиянием внешнего поля. Но в отличие от парамагнетика величина его намагниченности обладает сильной анизотропией, иными словами, намагниченность сильно зависит от ориентации магнитного поля по отношению к магнитным моментам подрешёток. Если внешнее поле перпендикулярно этим моментам, то намагниченность значительно больше, чем при параллельной ориентации.
В 1935 году выходит работа Ландау «Доменная структура ферромагнетиков и ферромагнитный резонанс», выполненная им совместно с Е. М. Лифшицем. Гипотеза о существовании ферромагнитных доменов была высказана Вейссом ещё в 1907 году, но только спустя двадцать восемь лет Ландау и его соавтор доказали это теоретически.
Как уже говорилось, магнитные моменты атомов в ферромагнетике ориентированы параллельно. Почему же при этом большой образец ферромагнетика (например, кусок железа) может быть ненамагниченным? Связано это с тем, что такой образец разбивается на попеременные слои, называемые доменами, у которых магнитные моменты направлены в противоположные стороны. Каждый такой слой включает много атомных слоев. Такая разбивка на домены имеет место лишь у достаточно больших образцов. Мелкие части ферромагнетика всегда намагничены, в то время как большой образец может быть и ненамагниченным. Если поместить такой образец в магнитное поле, то происходит возрастание одних доменов за счёт других и частичный поворот магнитного момента в каждом домене. В результате образец оказывается намагниченным.
В своей работе Ландау и Лифшиц дали полную теорию доменной структуры, определили форму и размеры доменов. Кроме того, в той же работе было предсказано явление так называемого ферромагнитного резонанса: резкое увеличение поглощения электромагнитных волн в ферромагнетике при определённом значении частоты.
«О степени научной активности Л. Д. в это время можно судить хотя бы по списку работ, законченных им в течение одного лишь 1936 года: теория фазовых переходов второго рода, теория промежуточного состояния сверхпроводников, кинетическое управление в случае кулоновского взаимодействия, теория мономолекулярных реакций, свойства металлов при очень низких температурах, теория дисперсии и поглощения звука, теория фотоэлектрических явлений в полупроводниках», — пишет Е. М. Лифшиц.
Евгений Михайлович Лифшиц становится соавтором Ландау и по многотомному «Курсу теоретической физики», который Ландау задумал ещё в Ленинграде. Концентрация материала, лаконизм, редкое сочетание простоты и глубины изложения сделали эти книги физической энциклопедией. История физики не знала подобного труда.
Курс состоит из семи книг (задумано было девять):
«Механика» (1940, 1958, 1965, первое издание написано совместно с Л. Пятигорским);
«Теория поля» (1941, 1948, 1960, 1962, 1967);
«Квантовая механика» (1948, 1963);
«Статистическая физика» (1938, 1940, 1951, 1964);
«Механика сплошных сред» (1944, 1954);
«Теория упругости» (1965);
«Электродинамика сплошных сред» (1959).
Почти все эти книги неоднократно перерабатывались авторами, и каждая такая переработка фактически равноценна написанию новой книги.
Книги Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица обладают достоинствами, которые редко встречаются в подобного рода курсах.
Это прежде всего исключительная полнота и чёткость изложения. После прочтения книги читатель получает отчётливое представление обо всех основных проблемах, решённых данной отраслью теоретической физики, а также о том, какие вопросы ещё требуют разрешения.
Другое достоинство книг этого теоретического курса в том, что они — настоящее руководство к действию. Довольно часто книги по теоретической физике пишут так, что читатель, даже понимая их, с изумлением обнаруживает, что он не в состоянии самостоятельно решить ни одной задачи в соответствующей области.
В книгах Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица материал изложен в такой форме, что даёт в руки изучающему все наиболее эффективные методы теоретической физики, причём так, что читатель оказывается в состоянии легко применить их к решению интересующих его проблем.
Этому в немалой степени способствуют многочисленные задачи, помещённые в конце большинства разделов курса. Такие задачи, иногда простые, иногда сложные, но всегда остроумные, отнюдь не являются упражнениями с готовыми формулами, а требуют размышления и хорошего владения материалом. К каждой задаче даётся простое и изящное решение, помогающее читателю проверить себя. Многие из этих задач в своё время были предметом научных исследований.
Совместный труд в науке — дело деликатное, подсчитать степень участия в нём того или другого человека в процентном отношении очень трудно.
В Харькове Ландау ввёл в практику такой способ совместной работы, при котором соавтор трудился нисколько не меньше, чем он. Неверно было бы полагать, что работа протекала гладко и спокойно. Скорее наоборот. Предварительно обсуждалась небольшая глава. Через некоторое время соавтор приносил отпечатанный на машинке отрывок. Дау яростно набрасывался на каждую страницу, критиковал каждый абзац. Очень часто случалось так, что ученик Ландау не выдерживал, убегал, но через некоторое время появлялся снова с переписанным отрывком. Бросив взгляд на исправленные страницы, Ландау больше к ним не возвращался. Анализу подвергался следующий отрывок. Снова стремление «раздраконить» каждую страницу, снова шквал огня, не оставляющий завуалированной ни одной неясности. Последний вариант безупречен — прост и художествен по форме.
– Это очень трудно, даже, можно сказать, ужасно, — невольно вырвалось у одного из самых молодых учеников Ландау, когда он рассказывал о совместной работе со Львом Давидовичем.
– Читал «Квантовую механику», — вспоминает другой ученик. — В иных книгах порой чувствуешь, что автор что-то недопонимает. А у Дау всё ясно. Для него всё самое сложное — всё равно что четыре действия арифметики.
В Харькове вышли первые книги Ландау: «Электропроводимость металлов», написанная вместе с Компанеецем, и «Задачи по теоретической физике», написанные с Е. Лифшицем и Л. Розенкевичем.
Разумеется, при такой нагрузке надо было временами полностью «отключаться» от физики. Друзья заметили, что на досуге Дау не любит заниматься «умными» играми, например, шахматами. На отдыхе он веселится, как легкомысленный студент. Каких только словечек он не выдумал! Так, мужья, сидящие под каблуком у жён, — это «подкаблучники». Мужчины, неравнодушные к прекрасному полу, подразделяются на два класса: «душисты», для которых важнее всего душа дамы сердца, и «красивисты», которые ценят красоту предмета страсти. «Красивисты» делятся на «мордистов» — тех, что восторгаются хорошенькими личиками, и «фигуристов».
Женщины распределяются по пяти классам: к высшему, первому, принадлежит немецкая кинозвезда Анни Ондра — это идеал. Ко второму — хорошенькие и красивые, к третьему — миловидные, к четвёртому — те, у которых есть хоть что-нибудь от первого класса, к пятому — все остальные.
В институте Дау приобрёл славу задиры. Он готов был лезть в драку с любым очковтирателем, с любым подхалимом, или, как он называл их по-украински, — пидлабузныком. Объявился как-то некий «автор», списавший труд у иностранного учёного. Рукопись поступила на отзыв к профессору Ландау, который сразу установил плагиат. «Труд» получил соответствующий отзыв, но плагиатор не мог успокоиться. Он чуть ли ни год звонил Льву Давидовичу и произносил одно-два слова:
– Палач! Иезуит!
Жил в Харькове некий N, человек в высшей степени самовлюблённый. Его научные изыскания сводились к тому, что он всё списывал у других. «Работал» он очень много и опубликовал тьму статей. Ландау сыграл с этим Nзлую шутку: он попросил своих друзей в Москве, чтобы они прислали Nтелеграмму о том, что Нобелевский комитет решил присудить ему Нобелевскую премию, поэтому просит N, чтобы тот представил теоретическому отделу УФТИ к первому апреля все свои работы перепечатанными на машинке в двух экземплярах. Nпотерял голову. Времени оставалось в обрез, и он не обратил внимания на несколько подозрительную дату вручения рукописей. Задыхаясь от спеси и сознания собственного величия, он перестал здороваться со старыми знакомыми. Надо ли описывать, что с ним творилось, когда, положив на стол заведующего теоретическим отделом Л. Д. Ландау переплетённые рукописи, он вдруг услышал:
– Неужели вы подумали, что за эту муру? могут дать Нобелевскую премию? С первым апреля! Воистину — бог создал дураков и гусей, чтобы было кого дразнить.
– Ты думаешь, если сказать хаму комплимент, то он перевоспитается? Как же, жди! — заявил Дау приятелю.
Не поздоровилось и американцу N, физику, систематически торговавшему в Харькове заокеанским барахлом. Дау расклеил по всему городу объявления: «Продаётся дешёвое козье молоко» с указанием адреса и телефона спекулянта. С продуктами было в те годы плохо, и американцу не стало житья: с утра до ночи харьковчане требовали от него молока. Телефон американец накрывал подушкой, а к двери боялся подойти: в парадном с утра шумела толпа. В конце концов предприимчивый коммерсант был вынужден оставить Харьков.
Как-то молодой физик Лёня Верещагин надумал: хорошо бы закрыть воду в душе, когда кто-нибудь зайдёт туда и намылится. Дау отключил воду, когда в душе был Лёня.
– Всем известно, что я язва здешних мест, — смеялся Дау.
Но друзья чувствовали себя с Дау легко. Было в нём что-то невероятно лёгкое и уютное. Он всегда стремился всем удружить. Не услужить, а именно удружить. Чужую боль он ощущал, как свою. Харьковские приятели окрестили его — «Дау Всехскорбященский». Он любил повторять слова американского писателя Джона Рида:
– Я люблю людей, кроме пресыщенных жизнью ничтожеств.
Однажды Дау пришёл на университетский выпускной вечер.
– Представьте меня самой хорошенькой девушке, — попросил он своего знакомого.
Его подвели к Коре Дробанцевой. Если в мечтах ему рисовался образ идеальной красавицы, то Кора была на неё очень похожа: белокурая, нос чуть вздёрнут, глаза большие, серо-синие. Она только что закончила химический факультет.
Дау сиял. Он пошёл провожать новую знакомую, рассказывал ей о Дании, где недавно был по приглашению Нильса Бора. Он попросил разрешения навестить Кору. Через два дня он явился. Позвонил. Дверь отворилась, на пороге стояла Кора. Но она не узнавала его!
– Вы, наверное, к Коре? Заходите, пожалуйста.
– Познакомьтесь, это Надя, моя младшая сестра, — сказала Кора.
– А я вначале принял вас за Кору, — смутился Дау.
– Нас всегда путают, — улыбнулась Надя.
Их было три сестры, и все очень похожи: яркие, сероглазые блондинки. Дау зачастил в их дом. За полгода знакомства Кора ко многому привыкла. Дау мог прийти на свидание в одной калоше, да ещё по пути умудрялся посидеть на каком-нибудь крылечке. Усядется поудобнее, достанет купленную в ларьке редиску, вытрет носовым платком и съест. Потом купит билеты в театр и с целой охапкой роз появляется на пороге Кориной квартиры.
– Какие розы! Дау, милый! Спасибо!
– Мы сегодня идём в театр, — сообщает Дау.
Но она уже заметила, как грязны и измяты его парусиновые брюки и, поднося руку к виску, произносит:
– Не могу. Ужасная головная боль.
В другой раз приходит весь мокрый. Дверь открывает Кора.
– Пошёл дождь? — спрашивает она, взглянув на его пальто.
– Нет, отличная погода, — отвечает гость.
Но в следующую секунду он снимает шляпу, с полей которой, как из полного блюдца, льётся вода.
– Да, кажется, действительно идёт дождь, — удивляется Дау.
Он проходит в Корину комнату, усаживается на низкую тахту, покрытую большим голубым ковром, и декламирует свои любимые стихи:
О доблестях, о подвигах, о славе
Я забывал на горестной земле,
Когда твоё лицо в простой оправе
Передо мной сияло на столе…
Он был в неё влюблён, был нежен и внимателен. Он смотрел на неё с таким обожанием своими лучистыми гордыми глазами, что с первого взгляда было видно, каким сильнейшим порывом охвачено всё его существо, как великолепно это чувство, сколько счастья даёт ему любовь. Он весь — в любви к ней, ни раньше, ни потом не было у него такой любви.
Первое время Кору поражала инфантильность профессора. Однажды он с серьёзным видом заявил, что у него скрытое сероглазие — он хотел сказать, что у его отца были серые глаза. В другой раз мяукнул на каком-то скучном спектакле. Как и в семнадцать лет, брака он не признавал.
– Брак — это кооператив, он убивает любовь. А женщина, которая хочет женить на себе мужчину, занимается кооперативным шантажом. Ведь хорошую вещь браком не назовут, — говорил Дау Коре и не замечал, как она сразу сникала. — «Золото купит четыре жены, конь же лихой не имеет цены», а мне даже лошадь не нужна, а жена и подавно.
Когда же кто-нибудь пытался переубедить его, он возражал:
– Адмирал Нахимов считал, что моряку не следует жениться, всю жизнь он должен посвятить морю. Наука, как и море, требует самоотречения.
Но в глубине души он понимал, что в чём-то неправ. Насколько глубоко вошли в его душу эти противоречивые мысли и как его мучили сомнения, можно судить по следующему факту. Много лет спустя, попав в тяжелейшую автомобильную катастрофу и пролежав без сознания полтора месяца, Дау, придя в себя, спросил у жены:
– Коруша, я успел на тебе жениться?
Одной этой трагической фразой сказано всё.
В начале тридцатых годов родители Дау переехали в Ленинград, и он иногда приезжал к ним на неделю-другую. Соскучившись по матери, Лев первые дни почти никуда не ходил и ни с кем не общался, проводя всё время дома.
6 июля 1935 года Лев пишет Коре из Ленинграда:
«Дорогая моя девочка!
Спасибо за твоё милое письмо.
В эти 12 дней только спал и читал книги. Больше ничего! Мне даже было лень выходить из дому. Никогда не думал, что я устал до такой степени. Только теперь я несколько отошёл. По этому случаю завтра уеду куда-нибудь на юг.
Всё время вспоминаю о тебе. Любимая моя девочка, ты сама не понимаешь, как много ты для меня значишь.
Целую 10 nраз.
ДАУ».
С каждым днём он всё больше привязывался к Коре. Если бы ему предложили более интересную работу в другом городе, он, не задумываясь, отказался бы — лишь бы почаще видеть Кору. И всё же из Харькова пришлось уехать.
Однажды ректор университета пригласил Льва Давидовича к себе в кабинет и тоном, исполненным недовольства, сказал:
– У вас странные методы преподавания, профессор. Вы спрашиваете у студентов-физиков то, что входит в программу филологического факультета: кто написал «Евгения Онегина» и так далее. Педагогическая наука не допускает ничего подобного.
– В жизни не слышал большей глупости, — ответил Дау.
Ректор обиделся:
– Если вы не возьмёте своих слов обратно, я вас уволю.
– Не имеете права.
– Посмотрим.
В тот же день Ландау был уволен, хотя ректор не имел права увольнять профессора без ведома наркома просвещения. Ландау счёл глупостью тратить время и силы на то, чтобы доказывать неправоту ректора. Он уехал в Москву. Недели через три после отъезда он сообщил харьковским друзьям и ученикам, что будет работать в Институте физических проблем у П. Л. Капицы. «А вы, — писал профессор, — уже достигли уровня третьего с половиной класса и можете работать самостоятельно».
«В Капичнике идеальные условия для работы»
Верховным судьёй всякой физической теории является опыт.
Лев Ландау, Юлий Румер.«Что такое теория относительности»
Институт физических проблем с момента своего возникновения связан с именем академика Капицы.
«Осенью 1934 года, когда я, как обычно, поехал в Советский Союз, чтобы повидать мать и друзей, и был совершенно неожиданно для меня лишён возможности вернуться в Кембридж, я в последний раз видел Резерфорда и больше не слышал его голоса и смеха», — пишет Пётр Леонидович Капица в своих воспоминаниях, опубликованных в 1966 году в журнале «Новый мир».
Капицу оставили в Москве для организации нового физического института.
Место для института было выбрано на редкость удачное: старинный парк на высоком берегу Москвы-реки, в самом начале Воробьёвского шоссе.
Здесь вырос целый комплекс домов строгой архитектуры: главный корпус, лаборатории, мастерские, особняк директора и длинный, двухэтажный дом для сотрудников, глядящий на Калужское шоссе. По другую сторону улицы — там, где сейчас витрины Дома обуви, — был пустырь. За ним деревянные дома совсем по-деревенски вытянулись вдоль дороги, дальше шли огороды. По утрам молочница спешила через дорогу с парным молоком.
Из Англии в Институт физических проблем прибыло первоклассное оборудование Монд-лаборатории, построенной Резерфордом в 1933 году специально для Капицы. Советское правительство купило это оборудование за 30 тысяч фунтов стерлингов. Сотрудники Резерфорда недоумевали: как он мог отправить в Москву уникальнейшие приборы, с которыми раньше не согласился бы расстаться ни за какие деньги. А Эрнесту Резерфорду, как истинному учёному, важно было не то, где находится оборудование — в Англии или в Советском Союзе, — а то, что интересы науки требуют продолжения начатых Капицей экспериментов. Если Капица не может приехать в лабораторию Резерфорда, пусть лаборатория Резерфорда едет к Капице.
Капица оказался талантливым организатором. Он выискивал для своего института лучших специалистов, создавал им все условия для работы, был строг и требователен.
О том, что это были за специалисты, можно судить хотя бы по мастеру Александру Васильевичу Петушкову.
Ни для кого не секрет, что есть опыты, успех которых зависит от того, сумеет стеклодув сделать нужный прибор или нет. Работая с жидким гелием, Пётр Леонидович не мог довести до конца опыт потому, что гелий испарялся прежде, чем он успевал опыт закончить. Работы велись в четырёхстенном цилиндрическом дьюаре.
– А что, если сделать шаровой дьюар? — предложил Петушков.
– Это, конечно, прекратило бы наши мучения, гелий не испарялся бы так быстро, — ответил Пётр Леонидович, — да только удастся ли?
Цилиндрический четырёхстенный дьюар — тончайший прибор, просветы между стеклами малы, а допуски не превышают полумиллиметра. Но цилиндры можно сначала сделать, а потом уже вставить один в другой и спаять, а вот выдуть один в другом четыре стеклянных шара дьюара трёхлитрового объёма — задача почти невыполнимая.
Однако Петушков изготовил уникальный шаровой четырёхстенный дьюар, и Пётр Леонидович блестяще закончил эксперимент.
Не раз заводы просили Институт физических проблем откомандировать в помощь инженерам, не сумевшим наладить выпуск сложной продукции, не кандидата или доктора наук, а мастера-стеклодува Александра Васильевича Петушкова. И не было случая, чтобы он не справился с работой, как бы сложна она ни была.
Жизнь в институте била ключом, работать здесь было интересно. Дау повезло, что он попал в Капичник (так называли институт его сотрудники).