Страница:
О раннем детстве Л.Д. почти ничего не известно. Косвенные данные свидетельствуют о том, что мама обращалась с ним очень бережно. Действительно, по известной теории немецкого профессора
Sidorowaвсе дети рождаются гениальными, но почти всех родители практически неизбежно роняют на пол, и это определяет окончательный уровень умственного развития ребёнка.
Раннему развитию способностей будущего академика, безусловно, способствовал плохой аппетит. Он кушал суп только тогда, когда ему читали, а когда запас детских сказок был исчерпан, мама читала ему философские сочинения преимущественно идеалистического направления, в изобилии хранившиеся для всяких надобностей в доме его отца. Уже тогда у Л.Д. возникло убеждение, что всё это мура?, и это детское убеждение он сохранил до сегодняшнего дня. Твёрдо занятые в детстве материалистические позиции видны не только из всего научного творчества Ландау, но и прямо изложены им в ряде статей. Любимыми игрушками маленького Левы были мячи, кубики и другие предметы, отражающие симметрию пространства, а подходя к зеркалу, мальчик не раз задумывался над вопросом: из каких частиц состоит его отражение? Однако окончательно эту задачу он решил значительно позже.
Светлые школьные годы Л.Д. являются наиболее тёмным местом для его биографов. Известно только, что он блестяще окончил школу лет не то в 6, не то в 13 и к своим природным дарованиям прибавил знание арифметики, любовь к точным наукам, иностранным языкам и женскому полу, последнее, впрочем, по некоторым авторитетным источникам, является, так же, как и умение интегрировать, врождённым.
Учитывая одарённость мальчика, родители отдали его в Коммерческое училище (ныне Бакинский экономический техникум), из которого юный Ландау ушёл, не доучившись, в Бакинский университет. Таким образом, наша торговая сеть лишилась, быть может, неплохого завмага. В университете Ландау учился одновременно на двух факультетах: физико-математическом и химическом, и, хотя он своё химическое образование не закончил, пребывание на химическом факультете наложило отпечаток на всю его жизнь, привив нелюбовь к спиртным напиткам.
В 1924 году Ландау переводится в Ленинградский университет. В Ленинграде он сразу попал в атмосферу очень умных дискуссий между невероятно умными людьми, среди которых уже тогда блистал Д. Д. Иваненко, и, чтобы не отстать, начал изучать и развивать теорию Мю, которая включала в себя, как частный случай, всю современную физику, но, к сожалению, давала минимальное значение для массы… В свободное от учения время Лев Давидович гулял по Ленинграду с воздушным шариком, привязанным к головному убору, за что и был отправлен в 1929 году за границу для пополнения образования. Работая в Копенгагене у Нильса Бора, Ландау был настолько активным участником его семинаров, что иной раз его приходилось привязывать к стулу и затыкать рот.
С 1932 года Лев Давидович работает в Украинском физико-техническом институте и заведует кафедрой теоретической физики в Харьковском механико-машиностроительном институте. В практику преподавания физики Лев Давидович внёс много нового. Лекции он читал, преимущественно сидя по-турецки на столе, держа в кармане своего любимого котёнка, которого не решался оставить дома…
Так как Ландау не сумел написать докторской диссертации, ВАК, снисходя к затруднительному положению молодого учёного, присвоил ему в 1934 году степень доктора физико-математических наук без защиты диссертации.
После годового перерыва в своей биографии Л.Д. работает в Институте физпроблем, где усиленно занимается горнолыжным спортом. Л.Д. создаёт свой особый способ бесконечно медленного спуска, преимуществом которого является его почти полная обратимость. При этом им было сделано весьма любопытное наблюдение, что человек при спуске с небольшой горки абсолютно ничего не видит впереди себя. Бугорок у подножья Ленинских гор, где тренировался Л.Д., называется пиком Ландау. На днях там будет установлена мемориальная доска.
К этому же периоду относится величайший подвиг его жизни — преодоление горного перевала Догуз Орун. Этот беспримерный по сложности и опасности переход, который Лев Давидович совершил в обществе осла, не остался незамеченным: осёл получил кусок сахару, а Лев Давидович в 1946 году был избран академиком.
Дальнейшие годы жизни Льва Давидовича хорошо известны, и мы не будем на них останавливаться. Вокруг него сложилась большая школа физиков, многие из которых занимаются альпинизмом, и, по-видимому, тоже будут избраны академиками».
К «Жизнеописанию» приложен «Лексикон» юбиляра. В нём были записи такого рода:
«Аспиранты — гуси лапчатые.
Бора принцип — сходство неправильной теории с экспериментом ничего не доказывает, ибо среди дурацких теорий всегда найдётся некоторое число согласующихся с экспериментом.
Вежливость — отличительное свойство теоретиков школы Ландау.
Графоманы — все теоретики, кроме Е. М. Лифшица.
Докладчик — лицо, несущее персональную ответственность за все ошибки «Physical Review».
Ересь — разновидность патологии.
Жульничество — спросите у экспериментаторов.
Зависть — об этом теоретики и сами знают.
Идолопоклонство — любовь к научному руководителю.
Книги (научные) — теоретики их охотно пишут, но не читают.
Наукообразие — украшение теоретической статьи.
Рога — украшают мужчину.
Сумасшествие — наступает после прочтения «Электродинамики сплошных сред».
Теоретики — слепые котята.
Учёба — любимое занятие женщины.
Харьков — вассальное княжество.
Шесть авторов — не много ли?» и т.д., и т.п.
Дау был в восторге от иконы с его изображением, от почтовой марки с его портретом, чудесной марки тиражом в один экземпляр, изготовленной по идее Ильи Михайловича Лифшица, обладателя ценнейшей коллекции марок. На почтовом штемпеле дата — 22 января 1958 года. Но больше всего ему понравились тяжёлые мраморные скрижали — «Десять заповедей Ландау», на которых выгравированы были десять формул наиболее значительных его открытий. Этот подарок по поручению Института атомной энергии вручил Льву Давидовичу академик Кикоин.
– К сожалению, мы при всём желании не могли уместить на этих скрижалях всех работ Дау, — сказал Исаак Константинович Кикоин.
Началась торжественная часть. Дау вызвали на сцену. Принимая ультракраткое поздравление, он сердечно жал руку знакомому. Потом обоим наливали по бокалу шампанского. Так как Дау считал вина невкусными, его невозможно было уговорить пить. Рядом с ним стоял «дежурный выпивала», которому Дау, чокнувшись, передавал свой бокал.
Концерт был великолепный: песни, пародии — всё придумано физиками и всё о Дау. В зале погас свет, и на экране с помощью проекционного аппарата под аплодисменты всех собравшихся была продемонстрирована колода карт со знакомыми лицами.
Никакого доклада о жизни и научной деятельности юбиляра не было.
Вскоре после юбилея Ландау в Институте физических проблем проходила международная конференция. Пригласили переводчика, великолепно владеющего английским. Через два дня Капичник бурлил от сенсации: переводчик, его фамилия Белецкий, работает на неслыханных скоростях! Александр Иосифович Шальников попытался вступить в соревнование с Белецким. На перевод каждой фразы Шальников тратил полминуты. Белецкий же ни секунды не задумывался: оратор кончал предложение, и буквально в то же мгновение Белецкий отчеканивал перевод. Говорил он быстро, внятно и грамотно. Фразы его перевода были столь чётки, что стенограмму докладов можно было печатать без правки. Дау был в восторге от Белецкого. Любая профессия, любое дело, доведённое до мастерства, вызывали его восхищение.
Как-то говорили об одном новом институте, о том, какие там беспорядки.
– Да, старики там упрямы и бестолковы, — сказал Дау, — но ведь в институте много молодёжи. В конце концов, молодёжь займёт место стариков, и всё будет хорошо.
В 50-е годы Лев Давидович начал работать с одним из своих учеников — профессором Кареном Аветовичем Тер-Мартиросяном, которому когда-то нелегко дались экзамены по теорминимуму.
– Вот вы мучились, сдавали, зато теперь всё знаете, — говорил Дау Карену Аветовичу. — А на каком уровне находится N? (Тут он называл фамилию известного учёного.) — Если нам с вами удастся довести нашу работу до конца, мы перевернём всю современную физику. «Мы на горе всем буржуям мировой пожар раздуем!»
Однажды Тер-Мартиросян принялся рассказывать Дау о способном молодом теоретике Володе Грибове. Дау фыркнул:
– Грибов — только артист такой есть. Другого Грибова я не знаю и знать не хочу!
Но когда он увидел милую смущённую физиономию Володи, он разулыбался. Он засыпал Грибова вопросами и, убедившись в его выдающихся способностях, предложил молодому теоретику перейти к нему в институт.
Среди работ Ландау одно из первых мест занимает теория квантовых жидкостей («Теория Ферми-жидкости», 1956 г.; «Колебания Ферми-жидкости», 1957 г.; «К теории Ферми-жидкости», 1958 г.).
В противоположность классической механике, которая утверждала, что при температуре, равной абсолютному нулю, все атомы в теле должны покоиться, из квантовой механики следует, что движение атомов не прекращается никогда. В гелии взаимодействие между атомами настолько мало, что он не затвердевает — становятся существенными квантовые эффекты. Так возникает принципиально новая форма вещества — квантовая жидкость. Все квантовые жидкости делятся на две группы: Бозе-жидкости и Ферми-жидкости. Примером Бозе-жидкости является жидкий гелий, состоящий из атомов гелия с атомным весом 4. Эта жидкость обладает сверхтекучестью, она была описана Ландау в работах 1941–1947 годов.
Работы 1956–1958 годов были посвящены теории второй группы квантовых жидкостей. Сюда относятся жидкий гелий, состоящий из атомов изотопа гелия с атомным весом 3, а также «электронная жидкость» в металлах, благодаря которой металлы хорошо проводят электрический ток.
Неподготовленному читателю трудно судить о значении трудов Ландау. Сошлёмся на статью о Льве Давидовиче, напечатанную в журнале «Успехи физических наук». Журнал для физиков, и статья написана физиком, академиком Гинзбургом, который хорошо знал Дау. «Талант Ландау так ярок, техника так отточена, что, казалось бы, он мог сделать ещё больше, решить ещё более трудные проблемы. Как-то к слову пришлось, и я сказал это Льву Давидовичу, но он, словно и раньше думал об этом, очень чётко ответил: «Нет, это неверно, я сделал, что мог». Л.Д. уверял также, что он не изобретатель и ничего не изобрёл. …Трезвый ум высокообразованного физика-теоретика как-то ортогонален по отношению к поискам в темноте».
В 50-е годы Л. Д. Ландау также занимался изучением принципиальных вопросов квантовой теории поля. Вопросы эти уже давно интересовали его. Ещё в 1930 и 1931 годах, во время первой командировки за границу, он вместе с Пайерлсом сделал две работы в этой области. В последующие годы Ландау не раз возвращался к проблемам квантовой теории поля. В 1955 году в Лондоне вышел сборник «Нильс Бор и развитие физики». В нём была помещена большая статья Ландау «О квантовой теории поля».
Работы 50-х годов, выполненные совместно с И. М. Халатниковым, И. Я. Померанчуком и А. А. Абрикосовым, обнаружили несостоятельность современной квантовой теории поля и поставили вопрос об изменении описания взаимодействия частиц.
Как известно, в основе современной квантовой теории лежит представление о точечности взаимодействия. Современная квантовая электродинамика не могла дать правильного описания точечного взаимодействия. Ландау и его ученики доказали, что квантовая теория поля с точечным взаимодействием лишена области применения. Эти работы дали теории элементарных частиц новое направление.
В эти годы Лев Давидович уделял много внимания теории элементарных частиц — новой области науки, в которой основные закономерности только нащупывались.
Одна такая работа была выполнена Ландау в конце 1956 года. Она связана с проблемой несохранения чётности во взаимодействиях элементарных частиц. В ней особенно ярко проявилось присущее Ландау умение использовать очень общие и простые принципы при анализе самых различных вопросов. Одним из таких принципов является принцип симметрии.
Л. Д. Ландау в санатории. Конец 50-х годов.
Речь идёт о симметрии по отношению к зеркальному отражению (закон сохранения чётности). До 1956 года считалось, что законы физики не меняются при отражении. Исследование радиоактивного распада ядра кобальта-60 показало, что это неверно. Ядро кобальта обладает так называемым спином, то есть собственным вращением. При радиоактивном распаде кобальта число электронов, вылетающих под разными углами к оси вращения, различно. Представим себе теперь ту же картину, отражённую в зеркале, перпендикулярном оси вращения ядра. Направление вращения при этом не изменится, но направление вылета электронов изменится. Если раньше электрон вылетал под углом ? к оси вращения (или, как говорят, спина) ядра, то в зеркальной картине он будет вылетать под углом 180°–? к этому направлению. Симметрия по отношению к отражению означает, что число электронов, вылетающих под двумя такими углами, должны быть одинаково. Опыт показал, что это не так.
Ландау объяснил это явление. Он сформулировал новый закон симметрии, получивший название закона сохранения комбинированной чётности. Суть его состоит в следующем.
Вспомним, что кроме электронов существуют такие же частицы, но с противоположным электрическим зарядом — позитроны. Каждой частице соответствует своя античастица. Ландау скомбинировал принцип зеркальной симметрии с этим принципом зарядовой симметрии.
Согласно новому принципу, законы физики не меняются, если вместе с зеркальным отражением одновременно заменить все частицы античастицами. Последующее развитие физики элементарных частиц показало, что и этот закон имеет свои границы. Если закон сохранения чётности, то есть симметрия по отношению к отражению, нарушается лишь в так называемых слабых взаимодействиях, ответственных за процессы радиоактивного ?-распада, то закон сохранения комбинированной чётности оказывается неверным в некоторых особых случаях превращений элементарных частиц, происходящих с очень малой вероятностью.
Так был открыт новый фундаментальный закон природы.
Так что симметрия «правого» с «левым» существует не сама по себе, а лишь объединённая с симметрией между частицами и античастицами.
В 1957 году один из ближайших учеников Ландау действительный член Академии наук СССР И. Я. Померанчук опубликовал работу, в которой утверждал: взаимодействия частиц и античастиц при высокой энергии одинаковы. Этот вывод, по словам Ландау, положил начало новому разделу науки — физике элементарных частиц предельно высоких энергий.
В 1959 году в Киеве состоялась Международная конференция по физике высоких энергий. Ландау был в приподнятом настроении. Он сиял, он наслаждался вереницей лиц, он без конца спорил, легко переходя с датского на французский или с немецкого на английский. Он одинаково внимательно выслушивал и Гейзенберга, и никому не известного студента. Дау был до того приветлив и прост в своей яркой рубашке и босоножках, что несведущему человеку и в голову не могло прийти, что он говорит с властителем дум физиков мира. Какой-то умник спросил у Ландау, нет ли у него более приличного костюма, на что академик ответил, что эти вопросы он привык обсуждать только со своей женой.
– Учёные должны разговаривать, а не скрываться друг от друга, — заявил Ландау корреспондентам.
Группа участников Киевской конференции по физике высоких энергий. 1959 г.
Прогулка по Днепру.
Для участников конференции устраивали экскурсии по Днепру, в театры, на заводы. На одном из предприятий Дау собрал вокруг себя группу студентов и рабочих и что-то оживлённо им рассказывал. Место для беседы было явно неподходящее: стучали машины, пахло подгоревшим маслом. Мимо проходил профессор Абрикосов и остановился, чтобы послушать. Увидев его, Дау моментально замолчал.
– Вы это уже знаете, — сказал он Алексею Алексеевичу, чтобы тот поскорее уходил и не нарушал идиллии.
По отзывам зарубежной прессы, Киевская конференция прошла под знаком идей Ландау.
На Киевской конференции академик Ландау выступил с докладом. Иностранные учёные назвали этот доклад «Киевской программой Ландау». В своём выступлении Вернер Гейзенберг приветствовал «революционный дух программы Ландау». Он заявил:
– Мой путь более консервативен, однако я полагаю, что консерваторов надо бояться больше, чем революционеров.
На Киевской конференции. Л. Д. Ландау беседует с американским физиком М. Гелл-Манном.
Речь в докладе Ландау шла не о новой работе или открытии, а о принципиально новом подходе к физике элементарных частиц. Лев Давидович говорил о том, что «недалеко то время, когда будут окончательно написаны уравнения новой теории». Создать её будет нелегко — «…даже в лучшем случае нам предстоит тяжёлая борьба».
«Всегда стремиться к ясности»
Там, где был Дау, то и дело звучали стихи. Читал он монотонно, нараспев, как читают поэты. Чаще всего — Лермонтова.
Дау часто ездил к Маршаку «за стихами», быстро их запоминал и потом читал друзьям. Особенно его пленила старинная английская баллада, переведённая Маршаком:
Из советских поэтов он больше других любил Константина Симонова и о себе говорил: «Я старый симонист».
Что же касается английских поэтов, то первое место среди них принадлежало Байрону. Но чаще всего Дау читал стихотворение Киплинга «Если». Лев Давидович очень сожалел, что это стихотворение, быть может, самое мужественное в английской поэзии, до сих пор не имеет равноценного русского перевода.
Дау знал множество частушек, загадок, эпиграмм и очень любил повторять их. Увидев усача, он начинал закручивать несуществующие усы, декламируя соответствующие стишки, а потом допытывался, нравятся ли усы девушкам.
Не меньше, чем поэзию, Дау любил живопись. Старался не пропускать художественных выставок, и, если выставка ему особенно нравилась, ходил на неё не раз, подолгу останавливаясь возле картин. На выставку Рериха, например, он приходил так часто, что кто-то из служителей спросил у него, не художник ли он.
– Я слишком люблю живопись, чтобы портить её своей мазней, — ответил Дау.
Какая беготня начиналась при известии о новом хорошем фильме! Стремительность его душевных порывов отражалась и в быстрой походке, и в жестах, и во взглядах, и в голосе. На хороший фильм он готов был, как мальчишка, мчаться в любой кинотеатр в любое время суток. Но если в картине было «мало действия», он тихонько вставал и уходил, чем снова напоминал подростка. Была у Дау и обескураживающая непосредственность, и чисто мальчишеская отважная правдивость, и детская безотчётная радость жизни. Он сохранял юношескую способность радоваться и яркому солнечному дню, и тёплому ветру, и стихотворению, и хорошенькому женскому личику, повстречавшемуся на улице.
– Если вы не интересуетесь людьми, значит, вы их не любите. У вас нет любопытства к людям, — сказал как-то Дау одному из учеников.
Сам он интересовался людьми. Совершенно искренне. Быть может, поэтому многие поверяли ему свои сердечные тайны. Однажды двадцатилетний юноша пожаловался Дау на странное поведение любимой девушки. Дау грустно улыбнулся:
– Бойтесь странностей. Всё хорошее просто и понятно, а где странности — там всегда скрыта какая-нибудь муть. Как ничтожны грызня и истерики, ревность или любое другое мелкое чувство по сравнению с великой проблемой жизни.
В другой раз немолодая, измученная женщина спросила совета: разводиться ли ей с мужем, если она его разлюбила.
– Уже самый факт, что возник такой вопрос, исключает все сомнения в целесообразности развода.
– А как мне быть с дочкой? Она собирается замуж, он тоже студент, учатся оба плохо…
– Вы хотите передать ей свой жизненный опыт, а это невозможно.
Человек очень общительный, Дау любил вечеринки, будь то первомайский праздник, встреча Нового года или просто день рождения доброго знакомого. 18 июня 1950 года Дау пришёл на день рождения к Виталию Гольданскому. Они познакомились ещё во время войны в Казани и, живя и работая по соседству, виделись довольно часто.
– Ну вот, последний раз ты празднуешь день рождения из серии nв степени n, где n— целое число.
Именинник расхохотался:
– Да, до 256 лет я вряд ли доживу.
Гости в недоумении переглядывались. Дау это заметил.
– Это очень просто, — сказал он и объяснил хорошенькой жене Гольданского и её подругам:
– Если nравно единице, 1 1= 1; если nравно двум, 2 2= 4; если nравно трём, 3 3= 27. Вите сегодня исполнилось двадцать семь. Он назвал число 256, потому что 4 4= 256, то есть nуже не может быть равно четырём.
Он часто доставал старинные издания, например, книжки «Русского архива» и запоминал всё, что в них было интересного. Материалы по истории прочитывались быстро и внимательно. Он с восхищением цитировал великих революционеров всех времён и народов. Поразительно было то, что он уважал или ненавидел исторических деятелей, словно это были его знакомые.
– Собаке — собачья смерть, — с нескрываемым злорадством говорил он о Николае I. — А что, в школе до сих пор скрывают от детей, что он кончил жизнь самоубийством?
– Но ведь это не доказано.
– Что тут доказывать! До революции самоубийство скрывали: помазанник божий не мог совершить столь страшный грех! Вот в школьных учебниках по старинке и пишут — «умер»!
Сколько бы вы ни спорили, его нельзя было переубедить. Дау ссылался на источники, известные лишь историкам: бегство в Германию лейб-медика Мандта, который по приказу царя якобы дал ему яд и т.п.
Что особенно не давало покоя Ландау, так это несправедливо забытые имена. Он возмущался, когда вместо истинного первооткрывателя называли другого, даже если обоих уже давно не было на свете.
– Если бы я был писателем, я бы непременно написал книгу о Николае Кибальчиче, — говорил он.
Кибальчич был одним из его любимейших героев.
История для Ландау — как стихи.
– Какого числа было Бородинское сражение? — спрашивал он школьника. — А ты знаешь, из-за чего Мартынов убил Лермонтова? А где погиб Байрон? А ты знаешь, что в тюрьме Кибальчич изобрёл реактивный летательный аппарат?
– Исторические учебники для школы следовало бы заказывать самым лучшим писателям в стране — вот тогда бы школьники знали историю и любили её! — часто говорил он.
Его всегда волновали вопросы, связанные со школьным образованием. Удлинение срока обучения до одиннадцати лет он воспринял как ошибку, допущенную Академией педагогических наук, а распоряжение директора одной школы, обязавшего старшеклассников накануне выпускных экзаменов собирать по квартирам аптечные пузырьки, назвал балаганом, потому что заставлять детей заниматься делами, которые они считают пустыми, никому не нужными — значит приучать их к мысли, что идиотские занятия не унижают человеческого достоинства. Он собирался создать для школы учебники по физике и математике, которые были бы так же лаконичны, понятны и занимательны, как «Физика для всех», написанная им вместе с А. И. Китайгородским. «Физика для всех» сделана с блеском, изяществом и простотой. Она сочетает глубину и доступность изложения. Достаточно раскрыть эту книгу, чтобы с первых же страниц оценить её художественные достоинства.
Глава первая — «Основные понятия»:
«Понадобилась революция для того, чтобы появились современные меры, — килограмм и метр рождены Великой французской революцией.
Раннему развитию способностей будущего академика, безусловно, способствовал плохой аппетит. Он кушал суп только тогда, когда ему читали, а когда запас детских сказок был исчерпан, мама читала ему философские сочинения преимущественно идеалистического направления, в изобилии хранившиеся для всяких надобностей в доме его отца. Уже тогда у Л.Д. возникло убеждение, что всё это мура?, и это детское убеждение он сохранил до сегодняшнего дня. Твёрдо занятые в детстве материалистические позиции видны не только из всего научного творчества Ландау, но и прямо изложены им в ряде статей. Любимыми игрушками маленького Левы были мячи, кубики и другие предметы, отражающие симметрию пространства, а подходя к зеркалу, мальчик не раз задумывался над вопросом: из каких частиц состоит его отражение? Однако окончательно эту задачу он решил значительно позже.
Светлые школьные годы Л.Д. являются наиболее тёмным местом для его биографов. Известно только, что он блестяще окончил школу лет не то в 6, не то в 13 и к своим природным дарованиям прибавил знание арифметики, любовь к точным наукам, иностранным языкам и женскому полу, последнее, впрочем, по некоторым авторитетным источникам, является, так же, как и умение интегрировать, врождённым.
Учитывая одарённость мальчика, родители отдали его в Коммерческое училище (ныне Бакинский экономический техникум), из которого юный Ландау ушёл, не доучившись, в Бакинский университет. Таким образом, наша торговая сеть лишилась, быть может, неплохого завмага. В университете Ландау учился одновременно на двух факультетах: физико-математическом и химическом, и, хотя он своё химическое образование не закончил, пребывание на химическом факультете наложило отпечаток на всю его жизнь, привив нелюбовь к спиртным напиткам.
В 1924 году Ландау переводится в Ленинградский университет. В Ленинграде он сразу попал в атмосферу очень умных дискуссий между невероятно умными людьми, среди которых уже тогда блистал Д. Д. Иваненко, и, чтобы не отстать, начал изучать и развивать теорию Мю, которая включала в себя, как частный случай, всю современную физику, но, к сожалению, давала минимальное значение для массы… В свободное от учения время Лев Давидович гулял по Ленинграду с воздушным шариком, привязанным к головному убору, за что и был отправлен в 1929 году за границу для пополнения образования. Работая в Копенгагене у Нильса Бора, Ландау был настолько активным участником его семинаров, что иной раз его приходилось привязывать к стулу и затыкать рот.
С 1932 года Лев Давидович работает в Украинском физико-техническом институте и заведует кафедрой теоретической физики в Харьковском механико-машиностроительном институте. В практику преподавания физики Лев Давидович внёс много нового. Лекции он читал, преимущественно сидя по-турецки на столе, держа в кармане своего любимого котёнка, которого не решался оставить дома…
Так как Ландау не сумел написать докторской диссертации, ВАК, снисходя к затруднительному положению молодого учёного, присвоил ему в 1934 году степень доктора физико-математических наук без защиты диссертации.
После годового перерыва в своей биографии Л.Д. работает в Институте физпроблем, где усиленно занимается горнолыжным спортом. Л.Д. создаёт свой особый способ бесконечно медленного спуска, преимуществом которого является его почти полная обратимость. При этом им было сделано весьма любопытное наблюдение, что человек при спуске с небольшой горки абсолютно ничего не видит впереди себя. Бугорок у подножья Ленинских гор, где тренировался Л.Д., называется пиком Ландау. На днях там будет установлена мемориальная доска.
К этому же периоду относится величайший подвиг его жизни — преодоление горного перевала Догуз Орун. Этот беспримерный по сложности и опасности переход, который Лев Давидович совершил в обществе осла, не остался незамеченным: осёл получил кусок сахару, а Лев Давидович в 1946 году был избран академиком.
Дальнейшие годы жизни Льва Давидовича хорошо известны, и мы не будем на них останавливаться. Вокруг него сложилась большая школа физиков, многие из которых занимаются альпинизмом, и, по-видимому, тоже будут избраны академиками».
К «Жизнеописанию» приложен «Лексикон» юбиляра. В нём были записи такого рода:
«Аспиранты — гуси лапчатые.
Бора принцип — сходство неправильной теории с экспериментом ничего не доказывает, ибо среди дурацких теорий всегда найдётся некоторое число согласующихся с экспериментом.
Вежливость — отличительное свойство теоретиков школы Ландау.
Графоманы — все теоретики, кроме Е. М. Лифшица.
Докладчик — лицо, несущее персональную ответственность за все ошибки «Physical Review».
Ересь — разновидность патологии.
Жульничество — спросите у экспериментаторов.
Зависть — об этом теоретики и сами знают.
Идолопоклонство — любовь к научному руководителю.
Книги (научные) — теоретики их охотно пишут, но не читают.
Наукообразие — украшение теоретической статьи.
Рога — украшают мужчину.
Сумасшествие — наступает после прочтения «Электродинамики сплошных сред».
Теоретики — слепые котята.
Учёба — любимое занятие женщины.
Харьков — вассальное княжество.
Шесть авторов — не много ли?» и т.д., и т.п.
Дау был в восторге от иконы с его изображением, от почтовой марки с его портретом, чудесной марки тиражом в один экземпляр, изготовленной по идее Ильи Михайловича Лифшица, обладателя ценнейшей коллекции марок. На почтовом штемпеле дата — 22 января 1958 года. Но больше всего ему понравились тяжёлые мраморные скрижали — «Десять заповедей Ландау», на которых выгравированы были десять формул наиболее значительных его открытий. Этот подарок по поручению Института атомной энергии вручил Льву Давидовичу академик Кикоин.
– К сожалению, мы при всём желании не могли уместить на этих скрижалях всех работ Дау, — сказал Исаак Константинович Кикоин.
Концерт был великолепный: песни, пародии — всё придумано физиками и всё о Дау. В зале погас свет, и на экране с помощью проекционного аппарата под аплодисменты всех собравшихся была продемонстрирована колода карт со знакомыми лицами.
Никакого доклада о жизни и научной деятельности юбиляра не было.
Вскоре после юбилея Ландау в Институте физических проблем проходила международная конференция. Пригласили переводчика, великолепно владеющего английским. Через два дня Капичник бурлил от сенсации: переводчик, его фамилия Белецкий, работает на неслыханных скоростях! Александр Иосифович Шальников попытался вступить в соревнование с Белецким. На перевод каждой фразы Шальников тратил полминуты. Белецкий же ни секунды не задумывался: оратор кончал предложение, и буквально в то же мгновение Белецкий отчеканивал перевод. Говорил он быстро, внятно и грамотно. Фразы его перевода были столь чётки, что стенограмму докладов можно было печатать без правки. Дау был в восторге от Белецкого. Любая профессия, любое дело, доведённое до мастерства, вызывали его восхищение.
Как-то говорили об одном новом институте, о том, какие там беспорядки.
– Да, старики там упрямы и бестолковы, — сказал Дау, — но ведь в институте много молодёжи. В конце концов, молодёжь займёт место стариков, и всё будет хорошо.
В 50-е годы Лев Давидович начал работать с одним из своих учеников — профессором Кареном Аветовичем Тер-Мартиросяном, которому когда-то нелегко дались экзамены по теорминимуму.
– Вот вы мучились, сдавали, зато теперь всё знаете, — говорил Дау Карену Аветовичу. — А на каком уровне находится N? (Тут он называл фамилию известного учёного.) — Если нам с вами удастся довести нашу работу до конца, мы перевернём всю современную физику. «Мы на горе всем буржуям мировой пожар раздуем!»
Однажды Тер-Мартиросян принялся рассказывать Дау о способном молодом теоретике Володе Грибове. Дау фыркнул:
– Грибов — только артист такой есть. Другого Грибова я не знаю и знать не хочу!
Но когда он увидел милую смущённую физиономию Володи, он разулыбался. Он засыпал Грибова вопросами и, убедившись в его выдающихся способностях, предложил молодому теоретику перейти к нему в институт.
Среди работ Ландау одно из первых мест занимает теория квантовых жидкостей («Теория Ферми-жидкости», 1956 г.; «Колебания Ферми-жидкости», 1957 г.; «К теории Ферми-жидкости», 1958 г.).
В противоположность классической механике, которая утверждала, что при температуре, равной абсолютному нулю, все атомы в теле должны покоиться, из квантовой механики следует, что движение атомов не прекращается никогда. В гелии взаимодействие между атомами настолько мало, что он не затвердевает — становятся существенными квантовые эффекты. Так возникает принципиально новая форма вещества — квантовая жидкость. Все квантовые жидкости делятся на две группы: Бозе-жидкости и Ферми-жидкости. Примером Бозе-жидкости является жидкий гелий, состоящий из атомов гелия с атомным весом 4. Эта жидкость обладает сверхтекучестью, она была описана Ландау в работах 1941–1947 годов.
Работы 1956–1958 годов были посвящены теории второй группы квантовых жидкостей. Сюда относятся жидкий гелий, состоящий из атомов изотопа гелия с атомным весом 3, а также «электронная жидкость» в металлах, благодаря которой металлы хорошо проводят электрический ток.
Неподготовленному читателю трудно судить о значении трудов Ландау. Сошлёмся на статью о Льве Давидовиче, напечатанную в журнале «Успехи физических наук». Журнал для физиков, и статья написана физиком, академиком Гинзбургом, который хорошо знал Дау. «Талант Ландау так ярок, техника так отточена, что, казалось бы, он мог сделать ещё больше, решить ещё более трудные проблемы. Как-то к слову пришлось, и я сказал это Льву Давидовичу, но он, словно и раньше думал об этом, очень чётко ответил: «Нет, это неверно, я сделал, что мог». Л.Д. уверял также, что он не изобретатель и ничего не изобрёл. …Трезвый ум высокообразованного физика-теоретика как-то ортогонален по отношению к поискам в темноте».
В 50-е годы Л. Д. Ландау также занимался изучением принципиальных вопросов квантовой теории поля. Вопросы эти уже давно интересовали его. Ещё в 1930 и 1931 годах, во время первой командировки за границу, он вместе с Пайерлсом сделал две работы в этой области. В последующие годы Ландау не раз возвращался к проблемам квантовой теории поля. В 1955 году в Лондоне вышел сборник «Нильс Бор и развитие физики». В нём была помещена большая статья Ландау «О квантовой теории поля».
Работы 50-х годов, выполненные совместно с И. М. Халатниковым, И. Я. Померанчуком и А. А. Абрикосовым, обнаружили несостоятельность современной квантовой теории поля и поставили вопрос об изменении описания взаимодействия частиц.
Как известно, в основе современной квантовой теории лежит представление о точечности взаимодействия. Современная квантовая электродинамика не могла дать правильного описания точечного взаимодействия. Ландау и его ученики доказали, что квантовая теория поля с точечным взаимодействием лишена области применения. Эти работы дали теории элементарных частиц новое направление.
В эти годы Лев Давидович уделял много внимания теории элементарных частиц — новой области науки, в которой основные закономерности только нащупывались.
Одна такая работа была выполнена Ландау в конце 1956 года. Она связана с проблемой несохранения чётности во взаимодействиях элементарных частиц. В ней особенно ярко проявилось присущее Ландау умение использовать очень общие и простые принципы при анализе самых различных вопросов. Одним из таких принципов является принцип симметрии.
Речь идёт о симметрии по отношению к зеркальному отражению (закон сохранения чётности). До 1956 года считалось, что законы физики не меняются при отражении. Исследование радиоактивного распада ядра кобальта-60 показало, что это неверно. Ядро кобальта обладает так называемым спином, то есть собственным вращением. При радиоактивном распаде кобальта число электронов, вылетающих под разными углами к оси вращения, различно. Представим себе теперь ту же картину, отражённую в зеркале, перпендикулярном оси вращения ядра. Направление вращения при этом не изменится, но направление вылета электронов изменится. Если раньше электрон вылетал под углом ? к оси вращения (или, как говорят, спина) ядра, то в зеркальной картине он будет вылетать под углом 180°–? к этому направлению. Симметрия по отношению к отражению означает, что число электронов, вылетающих под двумя такими углами, должны быть одинаково. Опыт показал, что это не так.
Ландау объяснил это явление. Он сформулировал новый закон симметрии, получивший название закона сохранения комбинированной чётности. Суть его состоит в следующем.
Вспомним, что кроме электронов существуют такие же частицы, но с противоположным электрическим зарядом — позитроны. Каждой частице соответствует своя античастица. Ландау скомбинировал принцип зеркальной симметрии с этим принципом зарядовой симметрии.
Согласно новому принципу, законы физики не меняются, если вместе с зеркальным отражением одновременно заменить все частицы античастицами. Последующее развитие физики элементарных частиц показало, что и этот закон имеет свои границы. Если закон сохранения чётности, то есть симметрия по отношению к отражению, нарушается лишь в так называемых слабых взаимодействиях, ответственных за процессы радиоактивного ?-распада, то закон сохранения комбинированной чётности оказывается неверным в некоторых особых случаях превращений элементарных частиц, происходящих с очень малой вероятностью.
Так был открыт новый фундаментальный закон природы.
Так что симметрия «правого» с «левым» существует не сама по себе, а лишь объединённая с симметрией между частицами и античастицами.
В 1957 году один из ближайших учеников Ландау действительный член Академии наук СССР И. Я. Померанчук опубликовал работу, в которой утверждал: взаимодействия частиц и античастиц при высокой энергии одинаковы. Этот вывод, по словам Ландау, положил начало новому разделу науки — физике элементарных частиц предельно высоких энергий.
В 1959 году в Киеве состоялась Международная конференция по физике высоких энергий. Ландау был в приподнятом настроении. Он сиял, он наслаждался вереницей лиц, он без конца спорил, легко переходя с датского на французский или с немецкого на английский. Он одинаково внимательно выслушивал и Гейзенберга, и никому не известного студента. Дау был до того приветлив и прост в своей яркой рубашке и босоножках, что несведущему человеку и в голову не могло прийти, что он говорит с властителем дум физиков мира. Какой-то умник спросил у Ландау, нет ли у него более приличного костюма, на что академик ответил, что эти вопросы он привык обсуждать только со своей женой.
– Учёные должны разговаривать, а не скрываться друг от друга, — заявил Ландау корреспондентам.
Для участников конференции устраивали экскурсии по Днепру, в театры, на заводы. На одном из предприятий Дау собрал вокруг себя группу студентов и рабочих и что-то оживлённо им рассказывал. Место для беседы было явно неподходящее: стучали машины, пахло подгоревшим маслом. Мимо проходил профессор Абрикосов и остановился, чтобы послушать. Увидев его, Дау моментально замолчал.
– Вы это уже знаете, — сказал он Алексею Алексеевичу, чтобы тот поскорее уходил и не нарушал идиллии.
По отзывам зарубежной прессы, Киевская конференция прошла под знаком идей Ландау.
На Киевской конференции академик Ландау выступил с докладом. Иностранные учёные назвали этот доклад «Киевской программой Ландау». В своём выступлении Вернер Гейзенберг приветствовал «революционный дух программы Ландау». Он заявил:
– Мой путь более консервативен, однако я полагаю, что консерваторов надо бояться больше, чем революционеров.
Речь в докладе Ландау шла не о новой работе или открытии, а о принципиально новом подходе к физике элементарных частиц. Лев Давидович говорил о том, что «недалеко то время, когда будут окончательно написаны уравнения новой теории». Создать её будет нелегко — «…даже в лучшем случае нам предстоит тяжёлая борьба».
«Всегда стремиться к ясности»
История науки показывает, что крупный учитель не может не быть большим человеком.
Лев Ландау
Там, где был Дау, то и дело звучали стихи. Читал он монотонно, нараспев, как читают поэты. Чаще всего — Лермонтова.
Он любил баллады Жуковского: «Светлану», «Лесного царя» и особенно «Замок Смальгольм».
Есть речи — значенье
Темно иль ничтожно,
Но им без волненья
Внимать невозможно.
В этой балладе сто девяносто шесть строк, и он всю её помнил. Он декламировал её, подчиняясь могучему размеренному ритму.
До рассвета поднявшись, коня оседлал
Знаменитый Смальгольмский барон;
И без отдыха гнал, меж утёсов и скал,
Он коня, торопясь в Бротерстон.
Уж заря занялась; был таинственный час
Меж рассветом и утренней тьмой…
Дау часто ездил к Маршаку «за стихами», быстро их запоминал и потом читал друзьям. Особенно его пленила старинная английская баллада, переведённая Маршаком:
И так — без запинки, до конца.
Королева Британии тяжко больна,
Дни и ночи её сочтены,
И позвать исповедников просит она
Из родной, из французской страны.
Но пока из Парижа попов привезёшь,
Королеве настанет конец…
И король посылает двенадцать вельмож
Лорда-маршала звать во дворец.
Он верхом прискакал к своему королю…
Из советских поэтов он больше других любил Константина Симонова и о себе говорил: «Я старый симонист».
Что же касается английских поэтов, то первое место среди них принадлежало Байрону. Но чаще всего Дау читал стихотворение Киплинга «Если». Лев Давидович очень сожалел, что это стихотворение, быть может, самое мужественное в английской поэзии, до сих пор не имеет равноценного русского перевода.
Дау знал множество частушек, загадок, эпиграмм и очень любил повторять их. Увидев усача, он начинал закручивать несуществующие усы, декламируя соответствующие стишки, а потом допытывался, нравятся ли усы девушкам.
Не меньше, чем поэзию, Дау любил живопись. Старался не пропускать художественных выставок, и, если выставка ему особенно нравилась, ходил на неё не раз, подолгу останавливаясь возле картин. На выставку Рериха, например, он приходил так часто, что кто-то из служителей спросил у него, не художник ли он.
– Я слишком люблю живопись, чтобы портить её своей мазней, — ответил Дау.
Какая беготня начиналась при известии о новом хорошем фильме! Стремительность его душевных порывов отражалась и в быстрой походке, и в жестах, и во взглядах, и в голосе. На хороший фильм он готов был, как мальчишка, мчаться в любой кинотеатр в любое время суток. Но если в картине было «мало действия», он тихонько вставал и уходил, чем снова напоминал подростка. Была у Дау и обескураживающая непосредственность, и чисто мальчишеская отважная правдивость, и детская безотчётная радость жизни. Он сохранял юношескую способность радоваться и яркому солнечному дню, и тёплому ветру, и стихотворению, и хорошенькому женскому личику, повстречавшемуся на улице.
– Если вы не интересуетесь людьми, значит, вы их не любите. У вас нет любопытства к людям, — сказал как-то Дау одному из учеников.
Сам он интересовался людьми. Совершенно искренне. Быть может, поэтому многие поверяли ему свои сердечные тайны. Однажды двадцатилетний юноша пожаловался Дау на странное поведение любимой девушки. Дау грустно улыбнулся:
– Бойтесь странностей. Всё хорошее просто и понятно, а где странности — там всегда скрыта какая-нибудь муть. Как ничтожны грызня и истерики, ревность или любое другое мелкое чувство по сравнению с великой проблемой жизни.
В другой раз немолодая, измученная женщина спросила совета: разводиться ли ей с мужем, если она его разлюбила.
– Уже самый факт, что возник такой вопрос, исключает все сомнения в целесообразности развода.
– А как мне быть с дочкой? Она собирается замуж, он тоже студент, учатся оба плохо…
– Вы хотите передать ей свой жизненный опыт, а это невозможно.
Человек очень общительный, Дау любил вечеринки, будь то первомайский праздник, встреча Нового года или просто день рождения доброго знакомого. 18 июня 1950 года Дау пришёл на день рождения к Виталию Гольданскому. Они познакомились ещё во время войны в Казани и, живя и работая по соседству, виделись довольно часто.
– Ну вот, последний раз ты празднуешь день рождения из серии nв степени n, где n— целое число.
Именинник расхохотался:
– Да, до 256 лет я вряд ли доживу.
Гости в недоумении переглядывались. Дау это заметил.
– Это очень просто, — сказал он и объяснил хорошенькой жене Гольданского и её подругам:
– Если nравно единице, 1 1= 1; если nравно двум, 2 2= 4; если nравно трём, 3 3= 27. Вите сегодня исполнилось двадцать семь. Он назвал число 256, потому что 4 4= 256, то есть nуже не может быть равно четырём.
Он часто доставал старинные издания, например, книжки «Русского архива» и запоминал всё, что в них было интересного. Материалы по истории прочитывались быстро и внимательно. Он с восхищением цитировал великих революционеров всех времён и народов. Поразительно было то, что он уважал или ненавидел исторических деятелей, словно это были его знакомые.
– Собаке — собачья смерть, — с нескрываемым злорадством говорил он о Николае I. — А что, в школе до сих пор скрывают от детей, что он кончил жизнь самоубийством?
– Но ведь это не доказано.
– Что тут доказывать! До революции самоубийство скрывали: помазанник божий не мог совершить столь страшный грех! Вот в школьных учебниках по старинке и пишут — «умер»!
Сколько бы вы ни спорили, его нельзя было переубедить. Дау ссылался на источники, известные лишь историкам: бегство в Германию лейб-медика Мандта, который по приказу царя якобы дал ему яд и т.п.
Что особенно не давало покоя Ландау, так это несправедливо забытые имена. Он возмущался, когда вместо истинного первооткрывателя называли другого, даже если обоих уже давно не было на свете.
– Если бы я был писателем, я бы непременно написал книгу о Николае Кибальчиче, — говорил он.
Кибальчич был одним из его любимейших героев.
История для Ландау — как стихи.
– Какого числа было Бородинское сражение? — спрашивал он школьника. — А ты знаешь, из-за чего Мартынов убил Лермонтова? А где погиб Байрон? А ты знаешь, что в тюрьме Кибальчич изобрёл реактивный летательный аппарат?
– Исторические учебники для школы следовало бы заказывать самым лучшим писателям в стране — вот тогда бы школьники знали историю и любили её! — часто говорил он.
Его всегда волновали вопросы, связанные со школьным образованием. Удлинение срока обучения до одиннадцати лет он воспринял как ошибку, допущенную Академией педагогических наук, а распоряжение директора одной школы, обязавшего старшеклассников накануне выпускных экзаменов собирать по квартирам аптечные пузырьки, назвал балаганом, потому что заставлять детей заниматься делами, которые они считают пустыми, никому не нужными — значит приучать их к мысли, что идиотские занятия не унижают человеческого достоинства. Он собирался создать для школы учебники по физике и математике, которые были бы так же лаконичны, понятны и занимательны, как «Физика для всех», написанная им вместе с А. И. Китайгородским. «Физика для всех» сделана с блеском, изяществом и простотой. Она сочетает глубину и доступность изложения. Достаточно раскрыть эту книгу, чтобы с первых же страниц оценить её художественные достоинства.
Глава первая — «Основные понятия»:
«Понадобилась революция для того, чтобы появились современные меры, — килограмм и метр рождены Великой французской революцией.