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百科創(chuàng)建
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列夫·達(dá)維多維奇·朗道(號(hào)稱(chēng)世界上最后一個(gè)全能的物理學(xué)家)

列夫·達(dá)維多維奇·朗道(俄文:Лев Дави?дович Ланда?у,英文:Lev Davidovich Landau,1908年1月22日—1968年4月1日),男,猶太人,蘇聯(lián)物理學(xué)家,號(hào)稱(chēng)世界上最后一個(gè)全能的物理學(xué)家。

1924年在巴庫(kù)大學(xué)畢業(yè)。后又畢業(yè)于列寧格勒大學(xué),后周游歐洲,遍訪物理學(xué)泰斗,1931年回國(guó),1932年到哈爾科夫從事研究和教學(xué)工作。1937年春,他到莫斯科擔(dān)任蘇聯(lián)科學(xué)院物理問(wèn)題研究所的理論部負(fù)責(zé)人,并在莫斯科羅蒙諾索夫國(guó)立大學(xué)任教。1938年冬,在當(dāng)時(shí)的“大清洗”中,朗道突然以“德國(guó)間諜”的罪名被捕,并被判處十年徒刑,送到莫斯科最嚴(yán)厲的監(jiān)獄。由于彼得·卡皮查等人的竭力營(yíng)救,一年后,已經(jīng)奄奄一息的朗道終于獲釋。1946年朗道被選為蘇聯(lián)科學(xué)院院士,曾獲斯大林獎(jiǎng)金。

1962年他由于對(duì)液氦理論的研究而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。朗道當(dāng)時(shí)由于身體原因,不能前往國(guó)外領(lǐng)獎(jiǎng)。結(jié)果諾貝爾獎(jiǎng)基金會(huì)打破了慣例,在歷史上第一次不是在瑞典首都由國(guó)王授獎(jiǎng),而是由瑞典大使在莫斯科授予了朗道這一物理學(xué)研究的最高榮譽(yù)。曾提出了用“朗道尺度”來(lái)衡量科學(xué)家的成就。

1968年4月1日在莫斯科逝世。

人物生平

早年經(jīng)歷

朗道,蘇聯(lián)科學(xué)家,1908年1月22日出生于里海之濱巴庫(kù)的一個(gè)知識(shí)分子家庭里。朗道是猶太血統(tǒng),信奉猶太教。他的家庭特別崇尚科學(xué),這是一個(gè)在俄羅斯帝國(guó)時(shí)期少有的充滿科學(xué)氛圍的家庭。其父是一位石油工程師,在巴庫(kù)油田工作。母親曾在圣彼得堡接受過(guò)醫(yī)學(xué)教育,當(dāng)過(guò)教師和醫(yī)生等職務(wù)。他的姐姐索菲婭后來(lái)成為一名化學(xué)工程師。朗道從小聰明過(guò)人。

天才成長(zhǎng)

1912年4歲就能閱讀書(shū)籍,被譽(yù)為“神童”。由于第一次世界大戰(zhàn)和蘇俄內(nèi)戰(zhàn)的影響,學(xué)校的正常教學(xué)秩序得不到保障,知識(shí)的獲得在很大程度上要依靠自學(xué)。但是這對(duì)朗道來(lái)說(shuō),也許是一件幸運(yùn)的事情。朗道在班上年齡最小、個(gè)子最矮小,很少與小伙伴嬉鬧。數(shù)學(xué)讀物上的數(shù)字和幾何圖形成了他最著迷的伙伴。朗道7歲學(xué)完了中學(xué)數(shù)學(xué)課程,12歲時(shí)就已經(jīng)學(xué)會(huì)微分,13歲時(shí)學(xué)會(huì)了積分,可以說(shuō)“數(shù)學(xué)思維幾乎成了他的本能”。

求學(xué)經(jīng)歷

朗道13歲中學(xué)畢業(yè),他的父母認(rèn)為他上大學(xué)還太小,特別是父親希望他選一個(gè)更為“實(shí)用”些的專(zhuān)業(yè),便遵從父親的意愿,同他姐姐一起到經(jīng)濟(jì)技術(shù)學(xué)院學(xué)習(xí)財(cái)經(jīng),由于缺乏興趣,在那里呆了一年后,朗道終于在1922年轉(zhuǎn)入巴庫(kù)大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理學(xué)和化學(xué),這時(shí)他才14歲,但他最終沒(méi)有修完化學(xué)專(zhuān)業(yè)。

1924年,在巴庫(kù)大學(xué)畢業(yè)后,朗道來(lái)到了圣彼得堡,此時(shí)正值列寧去世,圣彼得堡被易名為列寧格勒,而朗道就進(jìn)入了同時(shí)易名的列寧格勒大學(xué)。在20年代,列寧格勒大學(xué)可以說(shuō)是蘇聯(lián)科學(xué),特別是物理學(xué)研究的中心,當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)一些很有名望的物理學(xué)家如約飛、??恕⒏惪藸柕热硕荚诖耸谡n,從他們那里第一次接觸到了物理學(xué)發(fā)展的浪潮。了解到當(dāng)時(shí)尚處于形成階段的量子理論。在列寧格勒物理系學(xué)習(xí)時(shí),朗道把全部的熱情傾注于學(xué)習(xí)。他有的時(shí)候累得腦子里不停地盤(pán)旋著各種公式而無(wú)法入睡。朗道后來(lái)說(shuō),在那段時(shí)間里,他完全被那些普遍聯(lián)系的不可置信的美給迷住了。他入迷地演算海森堡、薛定諤、索末菲和狄拉克的量子力學(xué)。他之所以入迷不僅僅是因?yàn)樗鼈兊目茖W(xué)美,更因?yàn)樗鼈兡壑祟?lèi)的智慧和創(chuàng)造力。他尤其熱衷于“時(shí)空彎曲”和“測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系”。

朗道曾經(jīng)酸溜溜地表示:“漂亮姑娘都和別人結(jié)婚了,現(xiàn)在只能追求一些不太漂亮的姑娘了。”這里漂亮姑娘指的是量子力學(xué),量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ),于上世紀(jì)30年代由海森堡、薛定諤、索末菲和狄拉克等幸運(yùn)兒建立,朗道因?yàn)楸人麄冃讱q所以沒(méi)能趕上這次物理學(xué)史上關(guān)鍵的淘金行動(dòng)。所以有的史家慨嘆:朗道生不逢時(shí)。言外之意就是,他要是早生個(gè)一二十年,正趕上本世紀(jì)初物理學(xué)的革命時(shí)期.也就是相對(duì)論、量子論的草創(chuàng)階段,以他的才情學(xué)識(shí),對(duì)人類(lèi)知識(shí)的貢獻(xiàn),當(dāng)可以使他躋身于愛(ài)因斯坦、玻爾這樣的世界級(jí)大師之列。朗道對(duì)自己也有“生不逢時(shí)”的感嘆,對(duì)于自己沒(méi)能趕上量子力學(xué)的創(chuàng)建。感到極度惋惜。

游學(xué)歐洲

早在大學(xué)期間,1927年他就發(fā)表了第一篇學(xué)術(shù)論文,處理了雙原子分子的光譜問(wèn)題。同一年,他在用波動(dòng)力學(xué)來(lái)處理韌致輻射的論文中,首次使用了后來(lái)被稱(chēng)為密度矩陣的概念,在后來(lái)的量子力學(xué)和量子統(tǒng)計(jì)物理學(xué)中起了重要的作用。在19歲生日的前兩天,朗道從列寧格勒大學(xué)畢業(yè),成為蘇聯(lián)科學(xué)院列寧格勒技術(shù)物理研究所的研究生。

經(jīng)過(guò)數(shù)次申請(qǐng),1929年10月,朗道被批準(zhǔn)出國(guó)。在不到兩年的時(shí)間中,朗道先后在德國(guó)、瑞士、荷蘭、英國(guó)、比利時(shí)和丹麥進(jìn)修訪問(wèn)。他曾回憶說(shuō),在這段時(shí)間里,除了費(fèi)米之外,他見(jiàn)到了幾乎所有的量子物理學(xué)家。在與這些著名科學(xué)家的交往中,朗道充分地展示了他的才能和個(gè)性。

有一次,愛(ài)因斯坦演講,當(dāng)主持人請(qǐng)聽(tīng)眾對(duì)演講者提問(wèn)時(shí),一位年輕人從座位上站起來(lái)說(shuō)道:“愛(ài)因斯坦教授告訴我們的東西并不是那么愚蠢,但是第二個(gè)方程不能從第一個(gè)方程嚴(yán)格推出。它需要一個(gè)未經(jīng)證明的假設(shè),而且它也不是按照應(yīng)有的方式為不變的”。與會(huì)者都驚訝地回過(guò)頭來(lái)注視這位似乎不知天高地厚的年輕人。愛(ài)因斯坦用心地聽(tīng)著,對(duì)著黑板思索片刻后對(duì)大家說(shuō):“后面那位年輕人說(shuō)得完全正確。諸位可以把我今天講的完全忘掉。”

在丹麥的哥本哈根,朗道深受“哥本哈根精神”的感染,并成為玻爾研究班上的活躍分子。玻爾和哥本哈根精神給朗道留下了難忘的印象,對(duì)他后來(lái)的發(fā)展起著重要的作用。玻爾和朗道雖然性格迥異,但是他們卻成了好朋友。后來(lái)玻爾在談到朗道時(shí)說(shuō):“他一來(lái)就給了我們深刻的印象。他對(duì)物理課題的洞識(shí)力,以及對(duì)人類(lèi)生活的強(qiáng)烈見(jiàn)解,使許多次討論會(huì)的水平上升了。”雖然朗道一生中接觸過(guò)不計(jì)其數(shù)的物理學(xué)家,而他在玻爾那里只呆了四個(gè)月左右的時(shí)間,但他卻對(duì)玻爾十分敬仰,終生只承認(rèn)自己是玻爾的學(xué)生。

在歐洲的進(jìn)修訪問(wèn)期間,朗道在金屬理論方面做了重要的工作。在1930年發(fā)表的《金屬的抗磁性》這篇論文中,朗道應(yīng)用量子力學(xué)來(lái)處理金屬中的簡(jiǎn)并理想電子氣,提出理想電子氣具有抗磁性的磁化率。這一性質(zhì)現(xiàn)被稱(chēng)為朗道抗磁性。據(jù)說(shuō)在瑞士蘇黎世的一次討論會(huì)上,當(dāng)朗道作完了有關(guān)抗磁性的報(bào)告后,他的好友佩爾斯評(píng)論說(shuō):“朋友們,讓我們面對(duì)現(xiàn)實(shí)吧,現(xiàn)在咱們只能靠朗道吃剩的面包皮維持生活了?!迸c此同時(shí),朗道還和佩爾斯研究了將量子理論應(yīng)用于電磁場(chǎng)的可能性,提出了在量子理論中電磁場(chǎng)量的可觀測(cè)性問(wèn)題。他們二人曾經(jīng)專(zhuān)程趕到哥本哈根,就此問(wèn)題和玻爾進(jìn)行了馬拉松式的激烈討論,結(jié)果導(dǎo)致玻爾和羅森菲耳德撰寫(xiě)了關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的著名論文。

在劍橋大學(xué)歐內(nèi)斯特·盧瑟福主持的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室,朗道結(jié)識(shí)了在卡文迪許實(shí)驗(yàn)室工作的自己的同胞——彼得·卡皮查。

效力祖國(guó)

1931年春天,朗道準(zhǔn)備啟程回國(guó),雖然有人曾暗示他不要回去,但朗道自有主見(jiàn),臨行前,他對(duì)羅森菲耳德說(shuō):“我必須為我的國(guó)家工作。這是一次長(zhǎng)久的離別。也許是永久的離別,除非你來(lái)訪問(wèn)我們?!焙髞?lái),只在1933年和1934 年,朗道再度短期訪問(wèn)過(guò)哥本哈根?;貒?guó)后,最初朗道仍在列寧格勒物理研究所工作。不久,蘇聯(lián)政府向英國(guó)購(gòu)回了卡皮查在劍橋大學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,使他能夠在國(guó)內(nèi)繼續(xù)從事低溫領(lǐng)域的研究。劍橋的盧瑟福愛(ài)徒心切,把整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備運(yùn)送給他,蘇聯(lián)政府專(zhuān)門(mén)為他成立了“物理問(wèn)題研究所”。朗道在內(nèi)心深處是贊成革命的,并按自己的理解而相信馬克思主義。但他反對(duì)中世紀(jì)式的思想專(zhuān)制和愚昧殘忍,于是與當(dāng)權(quán)者有了矛盾。另外由于他在學(xué)術(shù)問(wèn)題上與研究所的領(lǐng)導(dǎo)約飛有分歧,雖然朗道是正確的,但卻冒犯了這位權(quán)威。在一次朗道作了學(xué)術(shù)報(bào)告后,約飛宣稱(chēng)朗道所講的內(nèi)容不得要領(lǐng),而朗道則毫不客氣地當(dāng)眾回敬道:“理論物理學(xué)是一門(mén)復(fù)雜的科學(xué),不是任何人都能理解的”。由于這樣一些原因,朗道最后不得不離開(kāi)了列寧格勒。

從1932年起,朗道在哈爾科夫的烏克蘭科學(xué)院物理-技術(shù)研究所工作,并擔(dān)任了理論物理部的主任。1934年,在沒(méi)有經(jīng)過(guò)論文答辯的情況下,朗道獲得了博士學(xué)位,1935年任哈爾科夫大學(xué)的教授,1937年同孔克爾迪亞·德羅班特塞娃結(jié)婚。他們的獨(dú)生子后來(lái)成為實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。在哈爾科夫時(shí),朗道開(kāi)始計(jì)劃寫(xiě)一部理論物理學(xué)的巨著。這部主要由朗道來(lái)構(gòu)思,由郎道和他的學(xué)生里弗席茲合作完成的多卷本《理論物理學(xué)教程》從1938年開(kāi)始陸續(xù)出版。這部幾乎包羅萬(wàn)象的物理學(xué)名著,有近十種文字的譯本,并于1962年獲得列寧獎(jiǎng)。在哈爾科夫,朗道還創(chuàng)立了著名的理論物理學(xué)須知,后來(lái)也被稱(chēng)為“朗道位壘”,這個(gè)考試綱目除了數(shù)學(xué)內(nèi)容之外,幾乎囊括了理論物理學(xué)所有的重要分支。在朗道逝世前,僅有43人沖過(guò)了這個(gè)“位壘”,其中許多人后來(lái)成為博士、教授和蘇聯(lián)科學(xué)院的院士。在朗道周?chē)查_(kāi)始形成了一個(gè)獨(dú)具特色的“朗道學(xué)派”。成為“朗道的學(xué)生”,則是蘇聯(lián)青年物理學(xué)家們既向往而又很有些望而生畏的目標(biāo)。

在哈爾科夫期間,朗道的科學(xué)研究工作繼續(xù)深入。他發(fā)展了普遍的二級(jí)相變理論,不但說(shuō)明了許多當(dāng)時(shí)認(rèn)為很奇特的現(xiàn)象,而且為此后各種新型相變的研究開(kāi)辟了道路。他就鐵磁磁疇結(jié)構(gòu)。鐵磁共振理論和反鐵磁態(tài)理論發(fā)表了一系列的重要文章。此外,他還對(duì)原子碰撞理論、原子核物理學(xué)、天體物理學(xué)、量子電動(dòng)力學(xué)、氣體分子運(yùn)動(dòng)論、化學(xué)反應(yīng)理論和有關(guān)庫(kù)侖相互作用下的運(yùn)動(dòng)方程等方面作了研究。

1937年,又是在一次與理工學(xué)院的院長(zhǎng)發(fā)生口角后,朗道斷然離開(kāi)了哈爾科夫,應(yīng)莫斯科物理問(wèn)題研究所所長(zhǎng)卡皮查之邀,到該所主持理論物理方面的工作,彼得·卡皮查把研究所理論部主任的位子給了朗道。他在那里一直工作到逝世。他在哈爾科夫的一些最有才能的學(xué)生同事,也隨他而去。

橫遭冤獄

早在1937年的時(shí)候,作為蘇聯(lián)理論物理的年青領(lǐng)袖,朗道覺(jué)得斯大林的大清洗正逐漸逼近,公眾的注意或許能夠讓他得到保護(hù)。朗道亟需一個(gè)能在東西方科學(xué)界都掀起波瀾的想法,他最后的選擇,就是中子星(朗道稱(chēng)之為中子核,是在恒星內(nèi)部的中子星,為恒星提供能源)。朗道把稿件直接寄給了玻爾,希望能夠得到他的推薦讓自己的文章在《自然》(當(dāng)時(shí)已經(jīng)是最權(quán)威的自然綜合性的雜志)上發(fā)表。因?yàn)楫?dāng)時(shí)嚴(yán)格的審查,朗道只能用點(diǎn)春秋之筆,玻爾也是個(gè)絕頂聰明的人,當(dāng)天就回了信。當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)《消息報(bào)》的編輯們也許良知未泯,他們連同玻爾的回信一起發(fā)表,并盛贊了朗道的成果,“……尼爾斯·玻爾對(duì)這位蘇聯(lián)科學(xué)家的工作給以極高的評(píng)價(jià),說(shuō)‘朗道的新思想是很杰出而大有希望的’?!?/p>

可惜政治自古以來(lái)都是瘋狂的,1938年4月28日,一輛黑色的小轎車(chē)停在朗道的樓下,朗道的妻子無(wú)助地看著克格勃的身邊那憔悴的身影,和漆黑監(jiān)獄里未知的命運(yùn)。那段日子一定是他刻骨難忘的,他寫(xiě)道:“我在獄中呆了一年,顯然再有半年我就會(huì)死掉?!?/p>

朗道能夠得到釋放的確是非常幸運(yùn)的,因?yàn)樵谀切┋偪竦哪暝吕铮^大部分人都沒(méi)有那么幸運(yùn),包括朗道的很多同事,有的失蹤了,有的不得不在鐵窗中度過(guò)那不堪忍受的歲月。原因是蘇聯(lián)最著名的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家卡皮查發(fā)現(xiàn)了超流,他直接寫(xiě)信告訴斯大林:“我在對(duì)接近絕對(duì)零度時(shí)液氦的研究中發(fā)現(xiàn)了一些新的現(xiàn)象,將可對(duì)這個(gè)現(xiàn)代物理學(xué)中最?yuàn)W秘的領(lǐng)域有所澄清。我準(zhǔn)備在今后幾個(gè)月內(nèi)將部分工作予以發(fā)表。不過(guò)我需要理論家的幫助。在蘇聯(lián),只有朗道一個(gè)人從事我所要求的這方面的理論研究,可惜,過(guò)去一年他一直在監(jiān)獄里?!笨ㄆげ橐宰约旱娜烁駬?dān)保,并且以辭職相要挾,朗道才得以于1940年釋放。其實(shí),介入營(yíng)救朗道的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止卡皮查一個(gè)人,他自己的恩師玻爾曾經(jīng)為此事給斯大林寫(xiě)了言辭懇切的求情信,懇求斯大林運(yùn)用自己的權(quán)力和威望赦免朗道。正如朗道在卡皮查70壽辰時(shí)所說(shuō):“在那些年月,卡皮查的舉動(dòng)需要大勇、大德和水晶般純潔的人格。”他以后始終對(duì)卡皮查懷著感激之情,曾經(jīng)這樣評(píng)價(jià)卡皮查:“他擁有一個(gè)科學(xué)家可能向往的一切:他的著作得到首肯,他有才華橫溢的門(mén)生……但卡皮查依然孜孜不倦地從事科學(xué)研究,他的好奇心和創(chuàng)造力依然無(wú)窮無(wú)盡……”

英年早逝

遺憾的是正當(dāng)朗道步入科學(xué)的豐產(chǎn)期時(shí),一場(chǎng)意外的車(chē)禍剝奪了他的工作能力。1962年1月7日晨,朗道去杜布納聯(lián)合原子核研究所,在途中他乘車(chē)時(shí)和載重汽車(chē)相撞,別人都安然無(wú)恙,唯有朗道因反應(yīng)遲緩而多處受傷。在車(chē)禍中朗道斷了11根骨頭并頭骨骨折。蘇聯(lián)最好的醫(yī)生為拯救朗道的生命而竭盡全力,捷克、法國(guó)、加拿大的很多醫(yī)學(xué)教授等得知消息后紛紛前來(lái)會(huì)診。世界許多物理學(xué)家也相繼寄來(lái)名貴的藥材。在經(jīng)歷數(shù)次臨床死亡判決之后,經(jīng)過(guò)精心治療,生命雖然保住了,卻留下了嚴(yán)重的后遺癥,使他已經(jīng)失去了做物理學(xué)研究的能力。也許朗道的車(chē)禍讓瑞典的諾貝爾委員會(huì)產(chǎn)生了“緊迫感”,這一年的年底,他們決定把當(dāng)年的物理學(xué)獎(jiǎng)授予朗道,表彰他在24年前提出的理論。由于朗道的健康不允許他遠(yuǎn)行,頒獎(jiǎng)儀式專(zhuān)門(mén)為他破例在莫斯科舉行,由瑞典駐蘇聯(lián)大使代表國(guó)王授獎(jiǎng)。雖然朗道在車(chē)禍后重新?lián)瘟艘恍┞殑?wù),但是這場(chǎng)事故斷送了他的學(xué)術(shù)生涯,從那以后一直沒(méi)有完全恢復(fù)工作能力。他的生命勉強(qiáng)延續(xù)了6年,于1968年4月1日,在莫斯科與世長(zhǎng)辭,享年60歲。

朗道也許是上個(gè)世紀(jì)最有個(gè)性的物理學(xué)家。作為一個(gè)物理學(xué)家他就像莫斯科物理問(wèn)題研究所所長(zhǎng)卡皮查所說(shuō):“朗道在整個(gè)理論物理學(xué)領(lǐng)域中都做了工作,所有這些工作都可以用一個(gè)詞來(lái)描述——卓越。”作為一個(gè)普通人,他是“簡(jiǎn)單化作風(fēng)和民主作風(fēng),無(wú)限偏執(zhí)和過(guò)分自信的奇妙混合體。”這種復(fù)雜或矛盾的性格處處體現(xiàn)在他的生活中。

個(gè)人生活

妻子:孔克爾迪亞·德羅班特塞娃

主要成就

朗道思想敏銳,學(xué)識(shí)廣博,精通理論物理學(xué)的許多分支。在他50歲生日時(shí),朋友們列舉了他對(duì)物理學(xué)的十大重要貢獻(xiàn):①引入了量子力學(xué)中的密度矩陣概念(1927);②金屬的電子抗磁性的量子理論(1930);③二級(jí)相變理論(1936~1937);④鐵磁體的磁疇結(jié)構(gòu)和反鐵磁性的解釋?zhuān)?935);⑤超導(dǎo)電性混合態(tài)理論(1943);⑥原子核的統(tǒng)計(jì)理論(1937);⑦液態(tài)氦Ⅱ超流動(dòng)性的量子理論(1940—1941);⑧真空對(duì)電荷的屏蔽效應(yīng)理論(1954);⑨費(fèi)米液體的量子理論(1956);⑩弱相互作用的復(fù)合反演理論(1957)。尤其是在量子液體(見(jiàn)液態(tài)氦)的理論方面,他的貢獻(xiàn)更為突出。

他的另一些引人注目的貢獻(xiàn)是:1937年利用費(fèi)米氣體模型推測(cè)恒星坍縮的質(zhì)量,1946年在理論上預(yù)言等離子體靜電振蕩中不是由碰撞引起的耗散機(jī)制(稱(chēng)為朗道阻尼)的存在,等等。過(guò)了18年后這一預(yù)言才由一些美國(guó)物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)上予以證實(shí)。

朗道十誡

朗道就像有人曾評(píng)價(jià)的是“典型的浪漫派科學(xué)家”。對(duì)多種科學(xué)領(lǐng)域都有百科全書(shū)式的知識(shí),特別對(duì)邊緣科學(xué)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的興趣,使他觀察事物敏銳,分析問(wèn)題深刻、全面,富于創(chuàng)見(jiàn)。朗道認(rèn)為,費(fèi)米是一位不可多得的“全能物理學(xué)家”,在費(fèi)米逝世以后,他感嘆他說(shuō):“現(xiàn)在我就是最后一位全能物理學(xué)家了”。應(yīng)該承認(rèn),他的這種看法并非自夸自贊,而是有著不容懷疑的真實(shí)根據(jù)的。

朗道對(duì)理論物理學(xué)的許多方面,在國(guó)際物理學(xué)界享有很高的聲望。1962年授予他諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。提到的凝聚態(tài)和液氦的理論工作,只是他工作的冰山一角。

物理學(xué)上,朗道的貢獻(xiàn)是多方面的,也許是借用摩西十誡之名,1958年,蘇聯(lián)原子能研究所為了慶賀朗道的50壽辰,曾經(jīng)送給他一塊大理石板,板上刻了朗道平生工作中的10項(xiàng)最重要的科學(xué)成果,把他在物理學(xué)上的貢獻(xiàn)總結(jié)為“朗道十誡”,這10項(xiàng)成果是:

1、量子力學(xué)中的密度矩陣和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)(1927年);

2、自由電子抗磁性的理論(1930年);

3、二級(jí)相變的研究(1936-1937年);

4、鐵磁性的磁疇理論和反鐵磁性的理論解釋?zhuān)?935年);

5、超導(dǎo)體的混合態(tài)理論(1934年);

6、原子核的幾率理論(1937年);

7、氦Ⅱ超流性的量子理論(1940-1941年);

8、基本粒子的電荷約束理論(1954年);

9、費(fèi)米液體的量子理論(1956年);

10、弱相互作用的CP不變性(1957年)。

朗道是物理學(xué)界公認(rèn)的具有天才頭腦的人物。他發(fā)表的文章涉及到很多出人意料的專(zhuān)題,例如低溫物理學(xué)、磁性的不同類(lèi)型、等離子區(qū)中粒子的運(yùn)動(dòng)、沖擊波、湍流、炸藥的爆炸、頻譜線的分析以及量子場(chǎng)理論等等。朗道對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)幾乎遍及各個(gè)領(lǐng)域,諸如核物理、固體物理、等離子體物理、宇宙線物理、高能物理等等。在這些領(lǐng)域里,有許多術(shù)語(yǔ)都冠以他的姓氏,像朗道阻尼、朗道能級(jí)、朗道去磁等等。然而著名的還是1940~1941年間,他在研究等離子體問(wèn)題時(shí),抓住了前人忽略了的粘性,用數(shù)學(xué)方法成功地解釋了4He在溫度低于2K時(shí)完全失去粘滯性并具有很大的熱導(dǎo)率的原因。他預(yù)言在超流性的氦中,聲音將以?xún)煞N不同的速度傳播,也就是說(shuō)聲波有兩種類(lèi)型,一種是通常的壓力波;另一種是溫度波即所謂的“次聲”。這一預(yù)見(jiàn)1944年得到了實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

朗道在物質(zhì)凝聚態(tài)的研究方面進(jìn)行過(guò)許多繼往開(kāi)來(lái)的基本工作,甚至有人說(shuō),從固體物理學(xué)到凝聚態(tài)物理學(xué)的過(guò)渡,可以認(rèn)為是從朗道的工作開(kāi)始的。他本人對(duì)超流性的工作特別滿意,當(dāng)有人問(wèn)他“您一生中最得意的工作是什么”時(shí),他回答:“當(dāng)然是超流性理論,因?yàn)橹两襁€沒(méi)有人能夠真正懂得它”。

1943-1946年間。朗道還對(duì)基本粒子物理學(xué)和核相互作用理論進(jìn)行過(guò)大量工作。他研究了電子簇射的級(jí)聯(lián)理論和超導(dǎo)體的混合態(tài)等問(wèn)題。他發(fā)展了關(guān)于燃燒和爆炸的理論、質(zhì)子一質(zhì)子散射和高速粒子在媒質(zhì)中的電離損失等問(wèn)題,還提出了等離子體的振動(dòng)理論。

在1947~1953年間。朗道在電動(dòng)力學(xué)方面進(jìn)行過(guò)一系列工作,研究了氦Ⅱ的粘滯性理論、超導(dǎo)性的唯象理論和粒子在高速碰撞中的多重起源理論。前者在低溫物理學(xué)中起了推動(dòng)作用,后者對(duì)宇宙射線物理學(xué)相當(dāng)重要。

1954年,朗道研究了與量子場(chǎng)論的原理有關(guān)的一些問(wèn)題,論證了量子電動(dòng)力學(xué)和量子場(chǎng)論中所用的微擾方法在有些事例中并不是自洽的。從1956年到1958年,朗道創(chuàng)立了所謂費(fèi)米液體的普遍理論,力圖概括氦Ⅲ和金屬中的電子。1957年,當(dāng)李政道和楊振寧對(duì)宇稱(chēng)守恒定律的否定得到了驗(yàn)證時(shí).朗道提出了CP守恒定律來(lái)代替它。1959年朗道在基本粒子理論上提出了一種方法,以確定粒子相互作用振幅的基本值。

朗道學(xué)派

朗道對(duì)自己和學(xué)生們要求很高。他要求自己的論文每篇都有基本的重要性,從來(lái)不理會(huì)那些無(wú)關(guān)宏旨的煩瑣題目。他鄙視那些為了世俗的名利而“作學(xué)問(wèn)”的庸人,把那種人叫做“科學(xué)的吞食者”,即“靠科學(xué)吃飯的人”。他也看不起那種華而不實(shí)的學(xué)術(shù)“論文”,說(shuō)那只是“廢話”和“空氣中的振動(dòng)”。他重視思想交流(包括國(guó)際交流),把那些夜郎自大、固步自封的人物叫做“病態(tài)物理學(xué)家”。他熱愛(ài)自己的工作,真正做到了鍥而不舍,在監(jiān)獄中當(dāng)生命和榮譽(yù)都受到無(wú)比嚴(yán)重的威脅時(shí),他還經(jīng)常沉浸在學(xué)術(shù)思維中而達(dá)到廢寢忘食的地步。在學(xué)術(shù)討論中,他常常一針見(jiàn)血地指出別人的錯(cuò)誤和缺點(diǎn)。他的思想的敏銳性和嚴(yán)密性甚至對(duì)某些人構(gòu)成了“嚴(yán)重的威脅”。在這方面,人們常常把他和泡利相提并論,而且在態(tài)度的不留情面和語(yǔ)言的尖銳坦率方面,郎道甚至比泡利有過(guò)之而無(wú)不及。

朗道出眾的演說(shuō)才能和他的才華所放射出的耀眼的光芒深深地吸引著學(xué)生們。真是名師出高徒,這些學(xué)生們后來(lái)都成為蘇聯(lián)物理學(xué)和空間科學(xué)領(lǐng)域的帶頭人.成為院士的就有十幾位之多。2003年諾貝爾獎(jiǎng)得主阿布里科索夫和金茲堡就是朗道的學(xué)生。

朗道十分關(guān)心中學(xué)物理教學(xué),為了使學(xué)生們從小在物理方面打下良好的基礎(chǔ),他與人合編了一套《大眾物理》,以通俗易懂的、富有趣味的形式介紹物理學(xué)基本定理,這使他們對(duì)相對(duì)論、量子力學(xué)、原子和原子核結(jié)構(gòu)等方面的最新成就獲得了初步的比較牢固的概念。

朗道一生的著作多達(dá)120余部,可以說(shuō)涉及到當(dāng)時(shí)物理學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。朗道已經(jīng)出版的高等學(xué)校教科書(shū)和他關(guān)于理論物理學(xué)的專(zhuān)著都以論述精確和科學(xué)資料豐富為特征??梢哉f(shuō)立論明確、敘述扼要、結(jié)論清楚。特別是寫(xiě)得深入淺出,一掃當(dāng)時(shí)盛行的以科學(xué)為幌子故作高深的惡劣風(fēng)氣。使他對(duì)物理學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的,還有一項(xiàng)更重要原因,這就是他同他的學(xué)生栗弗席茲合著的九大卷理論物理學(xué)教程。這部成書(shū)于四五十年代的巨著,不僅培育了整整一個(gè)富有成果的蘇聯(lián)物理學(xué)派,也教導(dǎo)了全世界一代又一代的物理學(xué)生。朗道與別人合寫(xiě)的理論物理學(xué)教科書(shū)《量子力學(xué)》于1948年問(wèn)世,同時(shí)出版了《場(chǎng)論》的修訂本。1951年出版了他的關(guān)于統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的一部完全新的著作。1953年《彈性理論》問(wèn)世。朗道與別人合寫(xiě)的普通物理學(xué)教程于1949年問(wèn)世,緊接著出版了與他人合著的原子核理論教程。這套書(shū)的另一卷《連續(xù)介質(zhì)電動(dòng)力學(xué)》于1957年問(wèn)世。朗道對(duì)他的這些著作不斷修訂、精益求精,所耗費(fèi)的心血和精力相當(dāng)于重新撰寫(xiě)一部新書(shū)。他的許多著作分別在美國(guó)、日本、中國(guó)、英國(guó)、波蘭、南斯拉夫翻譯出版。尤其是在英國(guó)還翻譯出版了他的全套理論物理學(xué)教程。

人物評(píng)價(jià)

列夫·達(dá)維多維奇·朗道是最后一個(gè)全能物理學(xué)家,是著名的神童。

人物爭(zhēng)議

朗道雖然在科學(xué)上取得了空前的成功,但是他的聲名則主要限制在學(xué)術(shù)圈內(nèi)。即使在學(xué)術(shù)上朗道還多少有些“學(xué)閥”作風(fēng),有些被朗道槍斃掉的論文,后來(lái)被證明是極重要的,朗道留下了太多的遺憾,讓后人為他惋惜。朗道的天才和才華成就使他過(guò)于自負(fù).對(duì)自己的智慧和直覺(jué)產(chǎn)生了太大的自信,使他目空四海,在他眼里世界上沒(méi)有幾個(gè)物理學(xué)家。他當(dāng)了蘇聯(lián)科學(xué)院物理學(xué)部的主任后,科學(xué)研究中更加固執(zhí)、武斷,缺乏民主精神。

1956年,他的這種過(guò)于自負(fù)的個(gè)性使前蘇聯(lián)科學(xué)院蒙受了無(wú)法彌補(bǔ)的損失。事情是這樣的:這一年,蘇聯(lián)物理學(xué)家沙皮羅在對(duì)介子衰變的研究中,發(fā)現(xiàn)了介子衰變過(guò)程中宇稱(chēng)不守恒。他向朗道介紹了自己的發(fā)現(xiàn).朗道過(guò)于相信自己的直覺(jué),對(duì)此不以為然。他認(rèn)為,宇稱(chēng)一直是守恒的,無(wú)論是在宏觀狀態(tài)還在微觀狀態(tài)。他相信,凡是與他的物理直覺(jué)不合的想法,必定是錯(cuò)誤的。所以當(dāng)沙皮羅將自己的研究成果寫(xiě)成論文請(qǐng)他審閱時(shí).他卻連看也不看,若無(wú)其事地將它扔在一邊。

幾個(gè)月之后,中國(guó)旅美學(xué)者楊振寧和李政道提出了沙皮羅已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的弱相互作用下宇稱(chēng)不守恒的理論,不久,又由吳健雄用實(shí)驗(yàn)做出了證明。第二年,楊振寧和李政道獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),而沙皮羅因?yàn)槔实赖碾S手一扔,雖然發(fā)現(xiàn)在先,最終與諾貝爾獎(jiǎng)失之交臂。當(dāng)楊振寧和李政道獲得諾貝爾獎(jiǎng)的消息傳到朗道耳中,他才如夢(mèng)方醒,認(rèn)識(shí)到自己扔掉的是什么。但是無(wú)可奈何花落去,一切都已經(jīng)晚了。天才和成就造就的家長(zhǎng)作風(fēng)使朗道斷送了前蘇聯(lián)科學(xué)家獲得諾貝爾獎(jiǎng)的一次寶貴機(jī)會(huì)。

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