לב לנדאו

לב לנדאו

לב דוידוביץ' לנדאו (ברוסית: Лев Дави́дович Ланда́у; 22 בינואר 1908 – 1 באפריל 1968) היה פיזיקאי סובייטי שתרם תרומות יסודיות לתחומים רבים בפיזיקה תאורטית. הוא נחשב לאחד המדענים האחרונים שהיו בעלי ידע אוניברסלי ותרמו תרומות משמעותיות לכל ענפי הפיזיקה. הוא נחשב למניח היסודות של פיזיקת החומר המעובה במאה ה-20, וכן נחשב לדעת רבים לפיזיקאי התאורטי הסובייטי הגדול ביותר.

הישגיו כוללים את הגילוי העצמאי של שיטת מטריצת הצפיפות במכניקת הקוונטים (לצד ג'ון פון נוימן), התאוריה הקוונטית של דיאמגנטיות, תורת העל-נוזליות, תורת מעברי הפאזה מסדר שני, המצאת טכניקת פרמטר הסדר, תורת גינזבורג-לנדאו למוליכות-על, תורת נוזל פרמי, הסבר דעיכת לנדאו בפיזיקת פלזמה, קוטב לנדאו באלקטרודינמיקה קוונטית, התאוריה הדו-רכיבית של נייטרינו ומשוואות לנדאו לסינגולריות של מטריצת S. הוא קיבל את פרס נובל לפיזיקה לשנת 1962 על פיתוח תאוריה מתמטית של על-נוזליות המסבירה את תכונות ההליום II הנוזלי בטמפרטורה שמתחת ל-2.17 K (מינוס 270.98 מעלות צלזיוס).

חיים

### שנים מוקדמות

לנדאו נולד ב-22 בינואר 1908 להורים יהודים בבאקו, האימפריה הרוסית, בשטח אזרבייג'ן של ימינו. אביו של לנדאו, דוד לבוביץ' לנדאו, היה מהנדס בתעשיית הנפט המקומית, ואמו, ליובוב בנימינובנה גרקבי-לנדאו, הייתה רופאה. שניהם הגיעו לבאקו ממוגילב וסיימו את הגימנסיה במוגילב. הוא למד חשבון דיפרנציאלי בגיל 12 וחשבון אינטגרלי בגיל 13. לנדאו סיים את לימודיו בגימנסיה בשנת 1920 בגיל 13. הוריו חשבו שהוא צעיר מדי ללימודים באוניברסיטה, לכן במשך שנה למד בבית הספר הטכני לכלכלה בבאקו. בשנת 1922, בגיל 14, התקבל לאוניברסיטת באקו הממלכתית, ולמד בשתי מחלקות במקביל: המחלקה לפיזיקה ומתמטיקה, והמחלקה לכימיה. לאחר מכן חדל מלימודי הכימיה, אך נשאר מעוניין בתחום לאורך כל חייו.

### לנינגרד ואירופה

בשנת 1924 עבר למרכז הפיזיקה הסובייטי העיקרי באותה תקופה: המחלקה לפיזיקה של אוניברסיטת לנינגרד, שם הקדיש את עצמו ללימודי פיזיקה תאורטית וסיים את לימודיו בשנת 1927. לאחר מכן נרשם לנדאו ללימודי דוקטורט במכון לפיזיקה וטכנולוגיה בלנינגרד, שם קיבל לבסוף תואר דוקטור למדעים פיזיקליים ומתמטיים בשנת 1934. לנדאו קיבל את ההזדמנות הראשונה שלו לנסוע לחו"ל במהלך התקופה 1929–1931, במסגרת מלגת נסיעות של ממשלת ברית המועצות (הקומיסריאט העממי לחינוך) בתוספת מלגה מקרן רוקפלר. עד אז הוא שלט בגרמנית ובצרפתית ויכול היה לתקשר באנגלית. מאוחר יותר שיפר את האנגלית שלו ולמד דנית.

לאחר שהייה קצרה בגטינגן ובלייפציג, נסע לקופנהגן ב-8 באפריל 1930 כדי לעבוד במכון של נילס בוהר לפיזיקה תאורטית. הוא נשאר שם עד 3 במאי של אותה שנה. לאחר הביקור, לנדאו תמיד החשיב את עצמו לתלמידו של נילס בוהר, וגישתו לפיזיקה הושפעה רבות מבוהר. לאחר שהותו בקופנהגן, ביקר בקיימברידג' (אמצע 1930), שם עבד עם פול דיראק, בקופנהגן (ספטמבר עד נובמבר 1930), ובציריך (דצמבר 1930 עד ינואר 1931), שם עבד עם וולפגנג פאולי. מציריך חזר לנדאו לקופנהגן בפעם השלישית ושהה שם מ-25 בפברואר עד 19 במרץ 1931 לפני שחזר ללנינגרד באותה שנה.

### המכון לפיזיקה וטכנולוגיה באוקראינה, חרקוב

בין 1932 ל-1937 עמד לנדאו בראש המחלקה לפיזיקה תאורטית במכון לפיזיקה וטכנולוגיה של אוקראינה (UPTI) בחרקוב, והרצה באוניברסיטת חרקוב ובמכון הפוליטכני של חרקוב. מלבד הישגיו התאורטיים, לנדאו היה המייסד העיקרי של מסורת גדולה של פיזיקה תאורטית בחרקוב שבאוקראינה, המכונה לעיתים "בית הספר של לנדאו". בחרקוב, הוא וחברו ותלמידו לשעבר, יבגני ליפשיץ, החלו בכתיבת "קורס בפיזיקה תאורטית", עשרה כרכים המקיפים את כל הנושא ומשמשים עד היום כספרי לימוד לפיזיקה ברמת תואר שני. במהלך הטיהורים הגדולים, לנדאו נחקר במסגרת "פרשת UPTI" בחרקוב, אך הצליח לעזוב למוסקבה כדי לקבל משרה חדשה.

לנדאו פיתח בחינה מקיפה ומפורסמת שנקראה "המינימום התאורטי", שאותה נדרשו הסטודנטים לעבור לפני הקבלה לבית הספר. הבחינה כיסתה את כל היבטי הפיזיקה התאורטית, ובין 1934 ל-1961 עברו אותה רק 43 מועמדים, אך אלו שעשו זאת הפכו לימים לפיזיקאים תאורטיים בולטים מאוד.

בשנת 1932 חישב לנדאו את גבול צ'נדראסקאר; עם זאת, הוא לא יישם אותו על ננסים לבנים.

### המכון לבעיות פיזיקליות, מוסקבה

מ-1937 עד 1962, לנדאו היה ראש המחלקה התאורטית במכון לבעיות פיזיקליות.

ב-27 באפריל 1938 נעצר לנדאו בגין החזקת עלון שהשווה את הסטליניזם לנאציזם הגרמני ולפשיזם האיטלקי. הוא הוחזק בכלא לוביאנקה של הנ.ק.ו.ד. עד לשחרורו ב-29 באפריל 1939, לאחר שפיוטר קפיצה (פיזיקאי ניסיוני לטמפרטורות נמוכות ומייסד וראש המכון) ובוהר כתבו מכתבים ליוסיף סטלין. קפיצה ערב באופן אישי להתנהגותו של לנדאו ואיים להתפטר מהמכון אם לנדאו לא ישוחרר. לאחר שחרורו, לנדאו גילה כיצד להסביר את העל-נוזליות של קפיצה באמצעות גלי קול, או פונונים, ועירור חדש שנקרא רוטון.

לנדאו הוביל צוות מתמטיקאים שתמך בפיתוח פצצות אטום ומימן סובייטיות. הוא חישב את הדינמיקה של הפצצה התרמו-גרעינית הסובייטית הראשונה, כולל ניבוי עוצמתה. על עבודה זו קיבל לנדאו את פרס סטלין בשנים 1949 ו-1953, וזכה בתואר "גיבור העמל הסוציאליסטי" בשנת 1954.

בין תלמידיו של לנדאו היו לב פיטייבסקי, אלכסיי אבריקוסוב, אלכסנדר אחיעזר, איגור דז'לושינסקי, יבגני ליפשיץ, לב גורקוב, יצחק חלאטניקוב, רואלד סגדייב ויצחק פומרנצ'וק.

### הישגים מדעיים

הישגיו של לנדאו כוללים את הגילוי העצמאי של שיטת מטריצת הצפיפות במכניקת הקוונטים (לצד ג'ון פון נוימן), התאוריה הקוונטית של דיאמגנטיות, תורת העל-נוזליות, תורת מעברי הפאזה מסדר שני, תורת גינזבורג-לנדאו למוליכות-על, תורת נוזל פרמי, הסבר דעיכת לנדאו בפיזיקת פלזמה, קוטב לנדאו באלקטרודינמיקה קוונטית, התאוריה הדו-רכיבית של נייטרינו, הסבר אי-יציבות להבה (אי-יציבות דארי-לנדאו) ומשוואות לנדאו לסינגולריות של מטריצת S.

לנדאו קיבל את פרס נובל לפיזיקה לשנת 1962 על פיתוח תאוריה מתמטית של על-נוזליות המסבירה את תכונות ההליום II הנוזלי בטמפרטורה שמתחת ל-2.17 K (מינוס 270.98 מעלות צלזיוס).

### חיים אישיים והשקפות

בשנת 1937 נישא לנדאו לקורה ט. דרובאנצבה מחרקוב. בנם איגור (1946–2011) הפך לפיזיקאי תאורטי. לב לנדאו האמין ב"אהבה חופשית" ולא במונוגמיה ועודד את אשתו ואת תלמידיו לתרגל "אהבה חופשית". עם זאת, אשתו לא הייתה נלהבת מכך.

לנדאו מתואר בדרך כלל כאתאיסט, אם כי כשקולנוען סובייטי אנדריי טרקובסקי שאל את לנדאו אם הוא מאמין בקיומו של אלוהים, לנדאו הרהר בדבר בשתיקה במשך שלוש דקות לפני שהשיב: "אני חושב שכן". בשנת 1957, דוח ארוך לוועד המרכזי של המפלגה הקומוניסטית של ברית המועצות מטעם הק.ג.ב תיעד את השקפותיו של לנדאו על המרד ההונגרי ב-1956, ולדימיר לנין ומה שכינה "פשיזם אדום". הנדריק קזימיר זוכר אותו כקומוניסט נלהב, המעודד מהאידאולוגיה המהפכנית שלו. המרץ של לנדאו בביסוס המדע הסובייטי נבע בחלקו ממסירותו לסוציאליזם. בשנת 1935 פרסם מאמר בשם "בורגנות ופיזיקה עכשווית" בעיתון הסובייטי איזבסטיה שבו מתח ביקורת על אמונות טפלות דתיות ועל שליטת ההון, אותם ראה כנטיות בורגניות, תוך ציון "הזדמנויות חסרות תקדים לפיתוח פיזיקה בארצנו, הניתנות על ידי המפלגה והממשלה".

### שנים אחרונות

ב-7 בינואר 1962 התנגשה מכוניתו של לנדאו במשאית שהגיעה ממול. הוא נפצע קשה ובילה חודשיים בתרדמת. למרות שלנדאו התאושש במובנים רבים, היצירתיות המדעית שלו נהרסה, והוא מעולם לא חזר לעבודה מדעית מלאה. פציעותיו מנעו ממנו לקבל את פרס נובל לפיזיקה לשנת 1962 באופן אישי.

לאורך חייו היה לנדאו ידוע בהומור החד שלו, כפי שממחיש הדיאלוג הבא עם פסיכולוג, אלכסנדר לוריה, שניסה לבדוק נזק מוחי אפשרי בזמן שלנדאו התאושש מתאונת הדרכים:

לוריה: "בבקשה צייר לי עיגול" לנדאו מצייר צלב לוריה: "הממ, עכשיו צייר לי צלב" לנדאו מצייר עיגול לוריה: "לנדאו, למה אתה לא עושה מה שאני מבקש?" לנדאו: "אם הייתי עושה זאת, היית עלול לחשוב שנהייתי מפגר מבחינה שכלית".

בשנת 1965 הקימו תלמידים ועמיתים לשעבר של לנדאו את מכון לנדאו לפיזיקה תאורטית, הממוקם בעיר צ'רנוגולובקה שליד מוסקבה, אשר הובל במשך שלושת העשורים הבאים על ידי יצחק חלאטניקוב.

ביוני 1965 פרסמו לב לנדאו ויבסיי ליברמן מכתב בניו יורק טיימס, שבו הצהירו כי כיהודים סובייטים הם מתנגדים להתערבות ארה"ב בשם "מאבק הסטודנטים למען יהדות ברית המועצות". עם זאת, יש ספקות אם לנדאו כתב את המכתב הזה.

### מוות

לנדאו נפטר ב-1 באפריל 1968, בגיל 60, מסיבוכים של פציעות שספג בתאונת הדרכים שש שנים קודם לכן. הוא נקבר בבית העלמין נובודוויצ'יה.

תחומי תרומה

### פדגוגיה

קורס בפיזיקה תאורטית

מורשת

שני גרמי שמיים נקראים על שמו:

הפרס הגבוה ביותר בפיזיקה תאורטית המוענק על ידי האקדמיה הרוסית למדעים נקרא על שמו:

ב-22 בינואר 2019, גוגל חגגה את מה שהיה יכול להיות יום הולדתו ה-111 של לנדאו באמצעות גוגל דודל.

פרס לנדאו-שפיצר (החברה האמריקאית לפיזיקה), המכיר בתרומות מצטיינות לפיזיקה של פלזמה ובשיתוף פעולה אירופי-אמריקאי, נקרא בחלקו על שמו.

הדירוג של לנדאו לפיזיקאים

לנדאו החזיק ברשימת שמות של פיזיקאים שדירג בסולם לוגריתמי של פרודוקטיביות וגאונות, כגון יצירתיות וכישרון מולד, הנע בין 0 ל-5. הדירוג הגבוה ביותר, 0, הוקצה לאייזק ניוטון. אלברט איינשטיין דורג כ-0.5. דירוג של 1 הוענק לאבות המייסדים של מכניקת הקוונטים, נילס בוהר, ורנר הייזנברג, סאטינדרה נאת בוז, פול דיראק וארווין שרדינגר ואחרים, בעוד שחברים בדירוג 5 נחשבו ל"פתולוגים". לנדאו דירג את עצמו כ-2.5 אך מאוחר יותר קידם את עצמו ל-2. נ. דייוויד מרמין, שכתב על לנדאו, התייחס לסולם ודירג את עצמו בחטיבה הרביעית, במאמר "חיי עם לנדאו: הומאז' של 4.5 ל-2".

ללנדאו היה סולם פחות מוכר למדידת הגאונות של מדען באמצעות דיאגרמות. היו לו ארבע מחלקות של דיאגרמות, כאשר הראשונה הייתה משולש פשוט, שכללה את אלו שהיו המקוריים והמבריקים ביותר, כמו דיראק ואיינשטיין. הדיאגרמות נוצרו על ידי שני קווים מקבילים, כשהתחתון מייצג התמדה, בעוד העליון מדד גאונות ומקוריות.

בתרבות הפופולרית

- סרט נוסף על לנדאו, "דאו" (Dau), בוים על ידי איליה חרז'נובסקי עם השחקן הלא-מקצועי תיאודור קורנציס (מנצח תזמורת) בתפקיד לנדאו. "דאו" היה כינוי נפוץ של לב לנדאו. הסרט היה חלק מפרויקט האמנות הרב-תחומי DAU.

עבודות

לנדאו כתב את מאמרו הראשון "על הנגזרת של משוואת קליין-פוק", שנכתב בשיתוף עם דמיטרי איבננקו בשנת 1926, כשהיה בן 18. מאמרו האחרון שכותרתו "בעיות יסודיות" הופיע בשנת 1960 בגרסה ערוכה של הוקרה לוולפגנג פאולי. רשימה מלאה של עבודות לנדאו הופיעה בשנת 1998 בכתב העת הרוסי Physics-Uspekhi. לנדאו היה מרשה לעצמו להירשם ככותב משותף של מאמר בכתב עת בשני תנאים: 1) הוא העלה את הרעיון של העבודה, בחלקו או במלואו, ו-2) הוא ביצע לפחות חלק מהחישובים המוצגים במאמר. כתוצאה מכך, הוא הסיר את שמו מפרסומים רבים של תלמידיו שבהם תרומתו הייתה פחות משמעותית.

### קורס בפיזיקה תאורטית

- ל. ד. לנדאו, י. מ. ליפשיץ (1976). מכניקה. כרך 1 (מהדורה שלישית). Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2896-9.

- ל. ד. לנדאו; י. מ. ליפשיץ (1975). התאוריה הקלאסית של שדות. כרך 2 (מהדורה רביעית). Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2768-9.

- ל. ד. לנדאו; י. מ. ליפשיץ (1977). מכניקת הקוונטים: תאוריה לא-יחסותית. כרך 3 (מהדורה שלישית). Pergamon Press. ISBN 978-0-08-020940-1. — מהדורה שנייה (1965) ב-archive.org

- ו. ב. ברסטצקי; י. מ. ליפשיץ; ל. פ. פיטייבסקי (1982). אלקטרודינמיקה קוונטית. כרך 4 (מהדורה שנייה). Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-3371-0.

- ל. ד. לנדאו; י. מ. ליפשיץ (1980). פיזיקה סטטיסטית, חלק 1. כרך 5 (מהדורה שלישית). Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-3372-7.

- ל. ד. לנדאו; י. מ. ליפשיץ (1987). מכניקת נוזלים. כרך 6 (מהדורה שנייה). Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-08-033933-7.

- ל. ד. לנדאו; י. מ. ליפשיץ (1986). תורת האלסטיות. כרך 7 (מהדורה שלישית). Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2633-0.

- ל. ד. לנדאו; י. מ. ליפשיץ; ל. פ. פיטייבסקי (1984). אלקטרודינמיקה של מדיה רציפה. כרך 8 (מהדורה שנייה). Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2634-7.

- ל. פ. פיטייבסקי; י. מ. ליפשיץ (1980). פיזיקה סטטיסטית, חלק 2. כרך 9 (מהדורה ראשונה). Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2636-1.

- ל. פ. פיטייבסקי; י. מ. ליפשיץ (1981). קינטיקה פיזיקלית. כרך 10 (מהדורה ראשונה). Pergamon Press. ISBN 978-0-7506-2635-4.

לנדאו וליפשיץ הציעו בכרך השלישי של "קורס בפיזיקה תאורטית" כי בטבלה המחזורית הסטנדרטית דאז הייתה טעות, וכי לוטציום צריך להיחשב כאלמנט d-block ולא כאלמנט f-block. הצעתם אוששה במלואה על ידי ממצאים מאוחרים יותר, וב-1988 אושרה על ידי דוח של האיגוד הבינלאומי לכימיה טהורה ויישומית (IUPAC).

### אחר

- ל. ד. לנדאו; א. ס. קומפאנייץ (1965). "נספח א". המוליכות החשמלית של מתכות. ONTI, חרקוב. עמ' 803–832. doi:10.1016/B978-0-08-010586-4.50106-1. ISBN 9780080105864.

- ל. ד. לנדאו; י. סמורודינסקי (2011). הרצאות על תורת הגרעין. Dover Publications. ISBN 978-0486675138.

- ל. ד. לנדאו; ג. ב. רומר (2003). מהי תורת היחסות?. Dover Publications. ISBN 978-0-48-616348-2.

- ל. ד. לנדאו; א. י. אחיעזר; י. מ. ליפשיץ (1967). פיזיקה כללית, מכניקה ופיזיקה מולקולרית. Pergamon Press. ISBN 978-0-08-009106-8.

- ל. ד. לנדאו; א. י. קיטאיגורודסקי (1978). פיזיקה לכולם. Mir Publishers מוסקבה. ב-4 כרכים: כרך 1 גופים פיזיקליים ISBN 978-0-82-851716-4; כרך 2 מולקולות ISBN 978-0-82-851725-6; כרך 3 אלקטרונים וכרך 4 פוטונים וגרעינים; כרכים 3 ו-4 מאת קיטאיגורודסקי בלבד