Столетие Л. Д. Ландау и семидесятилетие «Курса теоретической физики» Ландау-Лифшица

Столетие Л. Д. Ландау и семидесятилетие «Курса теоретической физики» Ландау-Лифшица

22 января 2008 г. исполнилось 100 лет со дня рождения в российском городе Баку Льва Давидовича Ландау, великого советского физика, лауреата Нобелевской премии по физике 1962 г. за пионерские исследования по теории конденсированных сред, в особенности жидкого гелия.

Упомянем несколько замечательных работ Л. Д. Ландау, увековечивших его имя в науке. Будучи еще 18-летним юношей, студентом Ленинградского университета, Л. Д. Ландау опубликовал в 1926 году столь глубокую и исчерпывающую теорию двухатомной молекулы, что она до сих пор осталась практически неизменной. К числу его выдающихся достижений относятся также работы по квантовым явлениям в магнитном поле — диамагнетизм свободного электронного газа и квантование энергии электрона в магнитном поле (уровни Ландау). Наконец, отметим непревзойденные по оригинальности и красоте работы Ландау по квантовым жидкостям, теории сверхтекучести и сверхпроводимости. Именно эти работы и принесли славу не только самому Ландау, но и его ученикам, можно сказать, легли в основу создания знаменитой школы Ландау.

Понятно, что великий ученый — это вовсе не обязательно ангел во плоти во всех своих человеческих проявлениях, в том числе и в науке. У Ландау также были свои примечательные недостатки, без упоминания о которых его образ в исторической ретроспективе не был бы полным.

Благодаря своему быстрому глубокому мышлению и особенностям характера Ландау порой «не замечал», как некоторые новые идеи ему, по существу, подсказывали другие. В общем виде это отражено в известном изречении Ландау: «Некоторые считают, что учитель обкрадывает учеников. Другие считают, что ученики обкрадывают учителя. Я считаю, что правы и те, и другие. И это взаимное обкрадывание прекрасно». Подобная позиция в реальной жизни, естественно, не могла не приводить иногда к напряженным или даже конфликтным ситуациям.

Об одном таком случае повествует ученик Ландау член-корреспондент РАН Б. Л. Иоффе в своей книге «Без ретуши. Портреты физиков на фоне эпохи» (М.: Фазис, 2004):

«К сожалению, история создания работ Ландау по несохранению четности завершилась некрасивым эпизодом, о котором не хочется говорить, но из песни слова не выкинешь. Буквально через несколько дней после того как Ландау отправил свои статьи в «ЖЭТФ», он дал интервью корреспонденту Правды, которое тут же было опубликовано. В этом интервью Ландау рассказал о проблеме несохранения четности и о том, как он решил ее. О работе Ли и Янга не упоминалось (не говоря уже о нашей). Все теоретики ТТЛ были возмущены этим интервью. Берестецкий и Тер-Мартиросян поехали к Ландау и высказали ему все, что они об этом думают. А результат их действий был таков: оба они были отлучены от семинара…»

Другой пример связан с той чертой Ландау, что он, с одной стороны, не терпел научных промахов, а с другой стороны, порой неадекватно реагировал на чужие успехи, особенное если они были связаны с его собственными недоработками. Так произошло с теорией А. А. Власова, который, основываясь на «не совсем удачной» работе Л. Д. Ландау 1936 г., написал в 1938 г. замечательное уравнение с самосогласованным взаимодействием, известное во всем мире как уравнение Власова. В результате этого, как говорится, пользуясь случаем, А. А. Власов был предан анафеме и самим Л. Ландау, и его тремя соавторами в работе «О несостоятельности работ А. А. Власова по обобщенной теории плазмы и теории твердого тела». Заметим, что эта работа (ЖЭТФ. 1946. 16. С. 246) не вошла не только в двухтомный сборник работ Ландау, но даже и в приведенный в нем список работ, не вошедших в этот сборник! Возможно, что таким образом составители сборника выразили свое сожаление о допущенном перегибе.

Уязвленно-необъективное отношение к выдающемуся достижению Власова отчетливо проступает в стиле изложения статьи Ландау «О колебаниях электронной плазмы» (ЖЭТФ. 1946. 16. С. 574; Л. Д. Ландау. Собрание трудов. Т. 2. М., 1969. С. 7): «Колебания электронной плазмы описываются при больших частотах сравнительно простыми уравнениями. Эти уравнения были применены к изучению колебаний плазмы А. А. Власовым [1, 2], однако большая часть полученных им результатов является ошибочной». Судя по этому стилю, для Ландау просто невыносимо публичное признание того факта, что Власов не только применил «эти уравнения», но и впервые в мире сформулировал их для плазмы, опередив самого Ландау!

Принижение роли Власова сопровождалось, выражаясь современным языком, пиаровским раскручиванием полученной Ландау в работе 1946 года малой мнимой добавки к частоте плазменных (продольных электромагнитных) колебаний — так называемому затуханию Ландау. Вряд ли действительные достижения Ландау нуждаются в таких «добавках», тем более что этот эффект является фактически непосредственным проявлением черенковской диссипации (в данном случае — передачи энергии от продольных электромагнитных колебаний к электронам) и его аналог был известен еще лорду Рэлею как диссипация в неоднородном течении жидкости в условиях резонанса между скоростью потока и скоростью звука.

Но самым, пожалуй, замечательным и непревзойденным достижением Л. Д. Ландау является созданный им совместно с Е. М. Лифшицем «Курс теоретической физики» Ландау-Лифшица (Ландафщица, по обиходному студенческому выражению).

Судьба принесла великий подарок всем физикам мира, когда эти два замечательных ученых и педагога встретились и совместно начали писать свой великий труд.

В этом году исполняется 70 лет со дня появления на свет первого их совместного тома — «Статистическая физика» (1938 г.), который потом получил номер 5 в полном Курсе. Первые книги Курса были написаны на основе лекций Ландау, читаемых в Харьковском университете и Харьковском механико-строительном институте, в котором учился Е. М. Лифшиц. Последний, 10-й том («Физическая кинетика»), вышел в 1979 г.; он был написан Е. М. Лифшицем совместно с Л. П. Питаевским уже без непосредственного участия Ландау, так же как еще два тома — 4-й («Квантовая электродинамика», третий соавтор В. Б. Берестецкий) и 9-й («Статистическая физика», том 2). Десятитомный курс теоретической физики Ландау-Лифшица — это гигантское произведение, которое практически неповторимо. В нем отразилась не только подавляющая часть теоретической физики, но и авторская рука писателя. Мастера с большой буквы. Им был Евгений Михайлович Лифшиц, выдающийся ученый, академик, «Лев Толстой физики», по выражению Ландау.

В среде физиков гуляет фольклорное изречение о том, что в Курсе нет ни одной строчки Ландау и ни одной мысли Лифшица. Но этот фольклор нельзя, разумеется, воспринимать буквально (равно как известное в тех же кругах определение принадлежности контура двойной потенциальной ямы, отнесенное к части тела одного из авторов Курса).

Этот Курс, в котором неразрывно связаны имена двух советских ученых, держит рекорд как самый распространенный учебник по физике в мире. Курс издан на 20 языках. В библиотеке Принстонского университета экземпляров Курса больше, чем учебников Р. Фейнмана, Нобелевского лауреата и автора тоже широко известного курса общей физики. Имена Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица как авторов Курса чтят во всем мире в равной степени. Иногда в СМИ при упоминании Курса имя одного из соавторов отсекается, как это произошло недавно в телефильме «10 заповедей Ландау», В нем телеведущий С. П. Капица говорил об авторстве Курса в единственном числе, а присутствующие при этом академики И. М. Халатников и Ю. М. Каган тоже не вспомнили о Лифшице. Но подобные «недоразумения» мелькнут и забудутся, а Курс Ландау и Лифшица останется мощным потоком, несущим теоретическую физику.

Когда-то, выступая у гроба Е. М. Лифшица 31 октября 1985 г. Халатников сказал: «Ландау физики боялись, старались вести себя прилично. Евгения Михайловича они стеснялись и старались вести себя прилично. Теперь их нет обоих. Барьеры сняты». Очень точные слова!

Столетию со дня рождения Л. Д. Ландау была посвящена научная сессия Отделения физических наук РАН, которая проходила 22–23 января в Физическом институте им. П. Н. Лебедева РАН. На сессии было сделано семь научных докладов. Докладчики вспоминали и о своем общении с Ландау, и о некоторых особенных чертах этой незаурядной личности.

Не стоит забывать, что Ландау в 1938 г. был арестован и провел год в тюрьме НКВД, откуда был освобожден под поручительство академика П. Л. Капицы. Это тяжелое испытание не сломило Ландау и не помешало ему в дальнейшем заниматься наукой, в том числе и работой с талантливой молодежью. Уникальным примером такой работы были знаменитые экзамены по теорминимуму, о чем на сессии ОФН РАН упомянул академик А. Ф. Андреев. Об этих экзаменах можно также прочитать, например, в названной выше книге Б. Л. Иоффе.

Академик И. М. Халатников в своем докладе «Лев Ландау и проблема сингулярности в космологии» отметил, какой подвох в рассматриваемой им проблеме таила в себе используемая порой аргументация Ландау в виде его излюбленной формулировки «нет оснований полагать, что…». Наиболее выразительный пример подобного казуса приведен академиком В. Л. Гинзбургом в его книге «О науке, о себе и о других». Из рассуждений Ландау следовало, что в феноменологическом уравнении для сверхпроводимости (уравнение Гинзбурга-Ландау) константа взаимодействия с внешним электромагнитным полем должна быть универсальной, и по этой причине «нет оснований ее считать отличной от заряда электрона». Однако впоследствии оказалось, что эта универсальная константа равна не заряду электрона, а его удвоенному (и тем самым также универсальному!) значению (куперовская пара). Подчеркнем в заключение, что «внутренняя лаборатория» и даже ошибки великих ученых, несомненно, заслуживают внимания, не говоря уже о вершинах их достижений. Без этих нюансов, подмеченных его учениками и современниками, будущим поколениям физиков — и не только физиков — будет трудно представить себе во всей полноте живую, противоречивую и неповторимую в своей уникальности фигуру Льва Давидовича Ландау.

Б. С. Горобец, В. П. Макаров, А. А. Рухадзе, А. А. Самохин