方法比发现更重要,因为正确的方法将导致新的甚至更重要的发现。
Lev Davidovich Landau是一位阿塞拜疆苏联物理学家,对理论物理的许多领域做出了基础性的贡献。
他的成就包括与John von Neumann独立共同发现量子力学中的密度矩阵方法、抗磁性的量子力学理论、超流动性理论、二阶相变理论、Ginzburg-Landau超导理论、费米液体理论、对等离子体物理中Landau阻尼的解释、量子电动力学中的Landau极点、中微子的两分量理论,以及Landau的S矩阵奇异点方程。他因开发了超流动性的数学理论(该理论可以解释温度低于2.17 K −270.98 °C时液态氦II的性质)而获得了1962年诺贝尔物理学奖。
生平
早年
Landau于1908年1月22日出生在阿塞拜疆巴库,当时是俄罗斯帝国的一部分,父母都是犹太人。Landau的父亲David Lvovich Landau是当地石油工业的工程师,母亲Lyubov Veniaminovna Garkavi-Landau是医生。他是数学神童,12岁学会了求导,13岁学会了积分。Landau在1920年13岁时从中学毕业。他的父母认为他太年轻不能上大学,所以他在Baku经济技术学校学了一年。1922年,14岁的他进入巴库国立大学,同时在两个系学习:物理与数学系和化学系。随后,他停止了化学的学习,但在整个人生中对这个领域仍保持兴趣。
列宁格勒和欧洲
1924年,他搬到了当时苏联物理学的中心:列宁格勒国立大学物理系,他在那里致力于理论物理的研究,并在1927年毕业。之后,Landau进入列宁格勒物理技术研究所进行研究生学习,并最终在1934年获得物理和数学科学博士学位。Landau在1929-1931年期间获得了第一次出国旅游的机会,这是由苏联政府教育人民委员部提供的旅游奖学金,并由洛克菲勒基金会补充。到那时他已经能流利地说德语和法语,也能用英语交流。他后来改进了英语,并学会了丹麦语。

在Göttingen和Leipzig短暂停留后,他于1930年4月8日前往Copenhagen在Niels Bohr理论物理研究所工作。他在那里待到同年的5月3日。访问结束后,Landau始终认为自己是Niels Bohr的学生,而且Bohr对Landau的物理学方法产生了深远影响。在Copenhagen停留期间之后,他在1930年中期访问了Cambridge,在那里与Paul Dirac合作,1930年9月至11月再次在Copenhagen,以及1930年12月至1931年1月在Zurich与Wolfgang Pauli合作。从Zurich,Landau第三次返回Copenhagen,从1931年2月25日停留到3月19日,随后同年返回列宁格勒。
国家科研中心Kharkiv物理技术研究所,Kharkiv
在1932至1937年间,Landau担任国家科研中心Kharkiv物理技术研究所理论物理系主任,并在Kharkiv大学和Kharkiv理工学院讲课。除了他的理论成就外,Landau还是Kharkiv乌克兰伟大理论物理传统的主要创始人,有时被称为"Landau学派"。在Kharkiv,他和他的朋友兼前学生Evgeny Lifshitz开始编写《理论物理教程》,共十卷,涵盖了整个物理学领域,至今仍被广泛用作研究生物理学教科书。在大清洗期间,Landau在Kharkiv的UPTI事件中被调查,但他设法前往莫斯科就任新职位。
Landau创立了一个著名的综合考试,称为"理论最低限度",学生需要通过该考试才能被学校录取。该考试涵盖了理论物理的所有方面,在1934至1961年间仅有43名候选人通过,但通过者后来都成为了相当著名的理论物理学家。
1932年,Landau计算了Chandrashekhar极限;然而,他没有将其应用于白矮星。
物理问题研究所,莫斯科
从1937年至1962年,Landau是物理问题研究所理论部的主任。
1938年4月27日,Landau因散发比较斯大林主义与德国纳粹主义和意大利法西斯主义的传单而被逮捕。他被关在NKVD的Lubyanka监狱,直到1939年4月29日被释放,低温物理学实验家和研究所创始人及主任Pyotr Kapitsa给Joseph Stalin写信,亲自为Landau的行为担保,并威胁如果Landau不被释放就辞职。释放后,Landau发现了如何用声波或声子以及一种称为roton的新激发来解释Kapitsa的超流动性。

Landau领导了一个数学家团队,支持苏联原子弹和氢弹的开发。他计算了第一颗苏联热核炸弹的动力学,包括预测其威力。由于这项工作,Landau在1949年和1953年获得了斯大林奖,并在1954年获得了"社会主义劳动英雄"的称号。
Landau的学生包括Lev Pitaevskii、Alexei Abrikosov、Evgeny Lifshitz、Lev Gor'kov、Isaak Khalatnikov、Roald Sagdeev和Isaak Pomeranchuk。
科学成就
Landau的成就包括与John von Neumann独立共同发现量子力学中的密度矩阵方法、抗磁性的量子力学理论、超流动性理论、二阶相变理论、Ginzburg-Landau超导理论、费米液体理论、对等离子体物理中Landau阻尼的解释、量子电动力学中的Landau极点、中微子的两分量理论,以及Landau的S矩阵奇异点方程。
Landau因开发了超流动性的数学理论(该理论可以解释温度低于2.17 K −270.98 °C时液态氦II的性质)而获得了1962年诺贝尔物理学奖。
个人生活和观点
1937年,Landau与来自Kharkiv的Kora T. Drobanzeva结婚。他们的儿子Igor在1946年出生。Landau相信"自由恋爱"而非一夫一妻制,并鼓励他的妻子和学生实践"自由恋爱"。但是他的妻子并不热情。
Landau是无神论者。1957年,KGB向苏共中央提交了一份长篇报告,记录了Landau对1956年匈牙利起义、Vladimir Lenin和他所称的"红色法西斯主义"的看法。
晚年
1962年1月7日,Landau的汽车与迎面而来的卡车相撞。他受了重伤,昏迷了两个月。虽然Landau在许多方面都恢复了,但他的科学创意被摧毁,他再也没有完全回到科学工作。他的伤势使他无法亲自前往领取1962年诺贝尔物理学奖。
在他的一生中,Landau以其敏锐的幽默感而闻名,以下与心理学家Alexander Luria的对话就是一个例证,当Landau从车祸中恢复时,Luria试图测试是否存在可能的脑损伤:
Luria:"请给我画一个圆"
Landau画了一个叉
Luria:"嗯,现在给我画一个叉"
Landau画了一个圆
Luria:"Landau,你为什么不按照我的要求做?"
Landau:"如果我按照你说的做,你可能会认为我已经变得精神迟钝了"。
另一个趣事是由Murray Gell-Mann分享的:
Landau经常嘲笑Yakov Zeldovich……事故后Landau恢复了一些,能够说话等等,他说的最早的事情之一是"我害怕我的大脑已经不像以前那样了。我再也不能像Landau那样做物理了。也许我可以像Zeldovich那样做物理。"
1965年,Landau的前学生和合作者创立了Landau理论物理研究所,位于莫斯科附近的Chernogolovka镇,在随后的三十年中由Isaak Markovich Khalatnikov领导。
1965年6月,Lev Landau和Yevsei Liberman在《纽约时报》发表了一封信,声称作为苏联犹太人,他们反对美国为争取苏联犹太人的学生斗争而进行的干预。
去世
Landau于1968年4月1日去世,享年60岁,死于六年前他所遭遇的那场车祸所造成的伤害的并发症。他被埋葬在Novodevichy公墓。
贡献领域
教育学
遗产
两个天体以他的名字命名:
- 小行星2142 Landau。
- 月球陨石坑Landau。
由俄罗斯科学院颁发的理论物理学最高奖以他的名字命名:
- Landau金奖
2019年1月22日,Google用Google涂鸦庆祝Landau本应迎来的111岁生日。
美国物理学会的Landau-Spitzer奖表彰对等离子体物理和欧美合作的杰出贡献,部分以他的名字命名。
Landau列表
Landau保有一份物理学家名单,他根据生产力的对数刻度将其从0到5进行排名。最高排名0分配给Isaac Newton。Albert Einstein被排名为0.5。1分授予量子力学的创始人Niels Bohr、Werner Heisenberg、Satyen Bose、Paul Dirac和Erwin Schrödinger及其他人。Landau将自己排名为2.5,但后来将自己提升到2。David Mermin在写关于Landau的文章时提到了这个量表,在《我与Landau的生活:第4.5者对第2者的致敬》一文中将自己排名在第四档。
流行文化中
- 俄罗斯电视电影《我的丈夫——天才》(俄语标题的非正式翻译,俄语原题Мой муж – гений),2008年发布,讲述了由Daniil Spivakovsky扮演的Landau的传记,主要聚焦于他的私生活。评论家普遍给予了差评。个人见过Landau的人,包括著名俄罗斯科学家Vitaly Ginzburg,表示该电影不仅质量很差,而且在历史事实上也是错误的。
- 另一部关于Landau的电影《Dau》由Ilya Khrzhanovsky执导,由非专业演员、管弦乐队指挥Teodor Currentzis扮演Landau。Dau是Lev Landau的常见昵称。
著作
理论物理教程
- 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.
其他
- 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.
Landau的著作完整清单于1998年在俄罗斯期刊《物理学-进展》上发表。Landau允许自己被列为期刊文章的共同作者需要满足两个条件:1他完全或部分地提出了该工作的想法,以及2他对文章中提出的至少一些计算进行了计算。因此,他从许多学生的出版物中撤回了自己的名字,这些出版物中他的贡献不那么显著。


