Lev Landau

Метод важнее, чем открытие, потому что правильный метод приведёт к новым и ещё более важным открытиям.

Лев Давидович Ландау был азербайджанским советским физиком, который внёс фундаментальный вклад во многие области теоретической физики.

Его достижения включают независимое совместное открытие метода матрицы плотности в квантовой механике наряду с John von Neumann, квантово-механическую теорию диамагнетизма, теорию сверхтекучести, теорию фазовых переходов второго порядка, теорию Гинзбурга–Ландау сверхпроводимости, теорию жидкости Ферми, объяснение затухания Ландау в физике плазмы, полюс Ландау в квантовой электродинамике, двухкомпонентную теорию нейтрино и уравнения Ландау для сингулярностей S-матрицы. Он получил Нобелевскую премию по физике в 1962 году за разработку математической теории сверхтекучести, которая объясняет свойства жидкого гелия II при температуре ниже 2,17 K −270,98 °C.

Жизнь

Ранние годы

Ландау родился 22 января 1908 года у еврейских родителей в Баку, Азербайджан, в то время входившем в Российскую империю. Отец Ландау, Давид Львович Ландау, был инженером в местной нефтяной промышленности, а его мать, Любовь Вениаминовна Гаркави-Ландау, была врачом. Будучи вундеркиндом в математике, он научился дифференцировать в возрасте 12 лет и интегрировать в возрасте 13 лет. Ландау окончил гимназию в 1920 году в возрасте 13 лет. Его родители считали его слишком молодым для университета, поэтому в течение года он посещал Бакинскую экономическую техническую школу. В 1922 году, в возрасте 14 лет, он поступил в Бакинский государственный университет, учась одновременно на двух факультетах: факультетах физики и математики, а также на факультете химии. Впоследствии он прекратил изучение химии, но на протяжении всей жизни интересовался этой областью.

Ленинград и Европа

В 1924 году он переехал в главный центр советской физики того времени: на факультет физики Ленинградского государственного университета, где он посвятил себя изучению теоретической физики, получив диплом в 1927 году. Ландау впоследствии поступил на аспирантуру в Ленинградский физико-технический институт, где в 1934 году получил докторскую степень по физико-математическим наукам. Ландау получил свой первый шанс путешествовать за границу в период 1929–1931 годов благодаря стипендии советского правительства – Народного комиссариата просвещения – дополненной стипендией Фонда Рокфеллера. К тому времени он свободно владел немецким и французским языками и мог общаться на английском. Позже он улучшил свой английский и выучил датский.

После кратких пребываний в Гёттингене и Лейпциге, он отправился в Копенгаген 8 апреля 1930 года, чтобы работать в Институте теоретической физики имени Нильса Бора. Он оставался там до 3 мая того же года. После визита Ландау всегда считал себя учеником Нильса Бора, и подход Ландау к физике был значительно повлиян Бором. После пребывания в Копенгагене, он посетил Кембридж в середине 1930 года, где работал с Полем Дираком, Копенгаген с сентября по ноябрь 1930 года, и Цюрих с декабря 1930 по январь 1931 года, где работал с Вольфгангом Паули. Из Цюриха Ландау вернулся в Копенгаген в третий раз и оставался там с 25 февраля по 19 марта 1931 года, прежде чем вернуться в Ленинград в том же году.

Национальный научный центр Харьковский физико-технический институт, Харьков

С 1932 по 1937 год Ландау возглавлял отделение теоретической физики в Национальном научном центре Харьковского физико-технического института и читал лекции в Харьковском университете и Харьковском политехническом институте. Помимо своих теоретических достижений, Ландау был главным основателем великой традиции теоретической физики в Харькове, Украина, иногда называемой «школой Ландау». В Харькове он и его друг и бывший студент Евгений Лифшиц начали писать «Курс теоретической физики», десять томов, которые вместе охватывают весь предмет и по-прежнему широко используются в качестве учебников для аспирантов. Во время Большого террора Ландау был расследован в связи с делом УФТИ в Харькове, но ему удалось уехать в Москву, чтобы занять новую должность.

Ландау разработал известный комплексный экзамен под названием «Теоретический минимум», который студенты должны были сдать перед поступлением в школу. Экзамен охватывал все аспекты теоретической физики, и с 1934 по 1961 год его сдало только 43 кандидата, но те, кто прошёл, позже стали весьма известными теоретическими физиками.

В 1932 году Ландау вычислил предел Чандрасекара; однако он не применил его к белым карликам.

Институт физических проблем, Москва

С 1937 по 1962 год Ландау был главой теоретического отделения Института физических проблем.

27 апреля 1938 года Ландау был арестован за листовку, в которой сравнивал сталинизм с немецким нацизмом и итальянским фашизмом. Он содержался в тюрьме НКВД «Лубянка» до своего освобождения 29 апреля 1939 года после того, как Пётр Капица, экспериментальный физик, изучавший низкие температуры, и основатель и руководитель института, написал письмо Иосифу Сталину, в котором он лично поручился за поведение Ландау и пригрозил уйти из института, если Ландау не будет освобождён. После своего освобождения Ландау обнаружил, как объяснить сверхтекучесть Капицы, используя звуковые волны, или фононы, и новое возбуждение, называемое ротоном.

Ландау возглавлял команду математиков, поддерживавших советское развитие атомной и водородной бомбы. Он рассчитал динамику первой советской термоядерной бомбы, включая прогноз мощности. За эту работу Ландау получил Сталинскую премию в 1949 и 1953 годах и был удостоен звания «Герой социалистического труда» в 1954 году.

Студентами Ландау были Лев Питаевский, Алексей Абрикосов, Евгений Лифшиц, Лев Горьков, Исаак Халатников, Роальд Сагдеев и Исаак Померанчук.

Научные достижения

Достижения Ландау включают независимое совместное открытие метода матрицы плотности в квантовой механике наряду с John von Neumann, квантово-механическую теорию диамагнетизма, теорию сверхтекучести, теорию фазовых переходов второго порядка, теорию Гинзбурга–Ландау сверхпроводимости, теорию жидкости Ферми, объяснение затухания Ландау в физике плазмы, полюс Ландау в квантовой электродинамике, двухкомпонентную теорию нейтрино и уравнения Ландау для сингулярностей S-матрицы.

Ландау получил Нобелевскую премию по физике в 1962 году за разработку математической теории сверхтекучести, которая объясняет свойства жидкого гелия II при температуре ниже 2,17 K −270,98 °C."

Личная жизнь и взгляды

В 1937 году Ландау женился на Коре Т. Дробанцевой из Харькова. Их сын Игорь родился в 1946 году. Ландау верил в «свободную любовь», а не в моногамию, и поощрял свою жену и своих студентов практиковать «свободную любовь». Однако его жена не была в восторге.

Ландау был атеистом. В 1957 году КГБ представил в Центральный комитет КПСС подробный доклад о взглядах Ландау на венгерское восстание 1956 года, Владимира Ленина и то, что он называл «красным фашизмом».

Последние годы

7 января 1962 года автомобиль Ландау столкнулся с грузовиком, идущим навстречу. Он получил серьёзные ранения и провёл два месяца в коме. Хотя Ландау во многом восстановился, его научная творческая способность была разрушена, и он так и не вернулся полностью к научной работе. Его ранения помешали ему лично принять Нобелевскую премию по физике в 1962 году.

На протяжении всей жизни Ландау был известен своим острым чувством юмора, как иллюстрируется следующим диалогом с психологом Александром Лурией, который пытался провести тест на возможное повреждение мозга, пока Ландау восстанавливался после автомобильной аварии:

Лурия: «Пожалуйста, нарисуйте мне круг»

Ландау рисует крест

Лурия: «Хм, теперь нарисуйте мне крест»

Ландау рисует круг

Лурия: «Ландау, почему вы не делаете то, что я вас прошу?»

Ландау: «Если бы я так делал, вы могли бы подумать, что я стал умственно отсталым».

Другой анекдот рассказал Мюррей Гелл-Манн:

Ландау всё время подшучивал над Яковом Зельдовичем... После того как Ландау немного восстановился после аварии и смог говорить и всё такое, одно из первых, что он сказал, было: «Я боюсь, что мой мозг просто не такой же, как раньше. Я никогда больше не смогу заниматься физикой, как Ландау. Может быть, я смогу заниматься физикой, как Зельдович».

В 1965 году бывшие студенты и сотрудники Ландау основали Институт теоретической физики имени Ландау, расположенный в городе Черноголовка рядом с Москвой, и возглавлявшийся на протяжении следующих трёх десятилетий Исааком Марковичем Халатниковым.

В июне 1965 года Лев Ландау и Евсей Либерман опубликовали письмо в газете «New York Times», в котором заявляли, что как советские евреи они возражают против вмешательства США в поддержку «Студенческого движения за советское еврейство».

Смерть

Ландау умер 1 апреля 1968 года в возрасте 60 лет от осложнений ранений, полученных при автомобильной аварии, в которую он попал шесть лет назад. Он был похоронен на кладбище Новодевичье.

Области вклада

Педагогика

Наследие

Два небесных объекта названы в его честь:

• малая планета 2142 Ландау.
• лунный кратер Ландау.

Высшая премия в области теоретической физики, присуждаемая Российской академией наук, названа в его честь:

• Золотая медаль имени Ландау

22 января 2019 года Google отметила то, что было бы 111-летием Ландау, с помощью Google Doodle.

Премия Ландау-Спитцера Американского физического общества, которая признаёт выдающийся вклад в физику плазмы и сотрудничество между США и Европой, названа отчасти в его честь.

Список Ландау

Ландау вёл список имён физиков, которых он ранжировал по логарифмической шкале производительности от 0 до 5. Наивысший рейтинг, 0, был присвоен Исааку Ньютону. Альберт Эйнштейн получил рейтинг 0,5. Рейтинг 1 был присвоен основателям квантовой механики Нильсу Бору, Вернеру Гейзенбергу, Сатьену Бозе, Полю Дираку и Эрвину Шрёдингеру и другим. Ландау оценил себя как 2,5, но позже повысил себя до 2. Дэвид Мермин, пишущий о Ландау, ссылался на шкалу и оценил себя в четвёртый разряд в статье «My Life with Landau: Homage of a 4.5 to a 2».

В популярной культуре

• Российский телевизионный фильм «Мой муж – гений» (неофициальный перевод русского названия Мой муж – гений), выпущенный в 2008 году, рассказывает биографию Ландау в исполнении Даниила Спивановского, в основном сосредоточиваясь на его личной жизни. Он был в целом раскритикован критиками. Люди, которые лично встречались с Ландау, включая известного российского учёного Виталия Гинзбурга, говорили, что фильм был не только ужасным, но и исторически неточным.
• Другой фильм о Ландау, «Дау», режиссёра Илья Хржановского с непрофессиональным актёром Теодором Курренцисом, дирижёром оркестра, в роли Ландау. Дау было обычным прозвищем Льва Ландау.

Работы

Курс теоретической физики

• L. D. Landau, E. M. Lifshitz 1976. Mechanics. Vol. 1 3rd ed.. Butterworth–Heinemann.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1975. The Classical Theory of Fields. Vol. 2 4th ed.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2768-9.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1977. Quantum Mechanics: Non-Relativistic Theory. Vol. 3 3rd ed.. Pergamon Press. ISBN 978-0-08-020940-1. — 2nd ed. 1965 at archive.org
• V. B. Berestetskii; E. M. Lifshitz; L. P. Pitaevskii 1982. Quantum Electrodynamics. Vol. 4 2nd ed.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-3371-0.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1980. Statistical Physics, Part 1. Vol. 5 3rd ed.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-3372-7.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1987. Fluid Mechanics. Vol. 6 2nd ed.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-08-033933-7.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz 1986. Theory of Elasticity. Vol. 7 3rd ed.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2633-0.
• L. D. Landau; E. M. Lifshitz; L. P. Pitaevskii 1984. Electrodynamics of Continuous Media. Vol. 8 2nd ed.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2634-7.
• L. P. Pitaevskii; E. M. Lifshitz 1980. Statistical Physics, Part 2. Vol. 9 1st ed.. Butterworth–Heinemann. ISBN 978-0-7506-2636-1.
• L. P. Pitaevskii; E. M. Lifshitz 1981. Physical Kinetics. Vol. 10 1st ed.. Pergamon Press. ISBN 978-0-7506-2635-4.

Другое

• L. D. Landau; Ya. Smorodinsky 2011 . Lectures on Nuclear Theory. Dover Publications. ISBN 978-0486675138.
• L. D. Landau; A. J. Akhiezer; E. M. Lifshitz 1967. General Physics, Mechanics and Molecular Physics. Pergamon Press. ISBN 978-0-08-009106-8.
• L. D. Landau; A. I. Kitaigorodsky 1978. Physics for Everyone. Mir Publishers Moscow.
• L. D. Landau; G. B. Rumer 2003 . What is Relativity?. Dover Publications.
• L. D. Landau; A. S. Kompaneets 1935. The Metal Conductivity. ONTI, Kharkiv.

Полный список работ Ландау появился в 1998 году в российском журнале Physics-Uspekhi. Ландау позволял списывать себя в качестве соавтора журнальной статьи при двух условиях: 1 он выдвинул идею работы, частично или полностью, и 2 он выполнил, по крайней мере, некоторые расчёты, представленные в статье. Следовательно, он удалил своё имя из многочисленных публикаций своих студентов, где его вклад был менее значительным.