​【上世纪最有个性的物理学家-朗道】

【上世纪最有个性的物理学家-朗道】

对于理工科的学生来说，哪怕没看过，也一定听过杨振宁的大名，

杨振宁留美时最想拜费米为师，

但由于费米当时在进行国防研究，

有安全保密的限制，

杨振宁最初并没有找到费米，

费米，确实也是个神奇的科学家，

费米一狄拉克量子统计法的创立；

在现代的相互作用理论中得到进一步发展的β；衰变理论的创立；

中子减速效应的发现；

中子数物理学的研究；

第一个原子反应堆的建成和原子能提取成功；对高能粒子的研究。

有才有颜，费米也是很逆天了，

费米是一位不可多得的全能物理学家，

在费米逝世以后，

他感叹到：“现在我就是最后一个全能物理学家了！”。

这位发出超强感慨的人就是朗道，

朗道写了一套物理学教材，叫《朗道十卷》！

学生们看朗道的教材时惊叹：天啊，这居然也能算出来…

学生们看朗道的教材，总有一种“我不可能成为物理学家”的错觉！

朗道数学功底非常扎实，

喜欢用简单而深刻的物理模型说明问题，

著名理论物理学教程“朗道十卷”

就以简约、深刻著称！

量子力学、二级相变理论、铁磁体的磁畴结构和反铁磁性、超导电性的混合态理论、原子核的统计理论…

朗道的研究涉及了物理学的大部分领域！

列夫·达维多维奇·朗道，最后一个全能物理学家

1908年的1月22日，朗道出生于里海之滨巴库的一个知识分子家庭里，

他的父亲是巴库油田上的工程师，母亲则当过医生和教师。

他的家庭特别崇尚科学，这是一个在俄罗斯帝国时期少有的充满科学氛围的家庭。

朗道从小聪明过人，是小城里出了名的神童

4岁的时候，他就能自己阅读书籍。

朗道一家人

由于第一次世界大战和国内战争的影响，

学校的正常教学秩序得不到保障，

知识的获得在很大程度上要依靠自学。

但是这并没有影响到天才的朗道，

朗道7岁学完了中学数学课程，

12岁时就已经学会微分，

13岁时学会了积分，可以说“数学思维几乎成了他的本能”。

13岁时，朗道中学毕业。

父母认为他年龄还不够上大学，便让他入读巴库经济专科学校。

年满14岁的朗道被巴库国立大学录取，成为该校年龄最小的学生。

他同时攻读两个科系：数学和物理学系以及化学系。

虽然后来不再继续学习化学，但仍一直维持对这门学科的兴趣。

16岁时他转到列宁格勒大学物理系，

19岁就发表了一篇水平奇高的论文，其中所提出的密度矩阵概念可以作为量子体系的描述方式之一。

物理研究所

1929年10月，他终于得到了出国的允许，

人民教育委员会的一项基金将他送到欧洲游学。

不到两年的时间里，朗道先后在德国、瑞士、荷兰、英国、比利时、丹麦进修与访问。

在那段时间里，除了费米之外，他几乎见到了所有的量子物理学家

有一次，爱因斯坦演讲，当主持人请听众对演讲者提问的时候，

朗道站起来说，“爱因斯坦教授告诉我们的东西并不是那么愚蠢，但是第二个方程不能从第一个方程严格推出，它需要一个未经证明的假设。”

当时所有的与会者都惊讶不已地看着这位不知天高地厚的年轻人，

爱因斯坦用心听着，思索片刻后，说到，“他说的完全正确，诸位可以将我今天讲的完全忘掉。”

而在丹麦的哥本哈根，朗道更是遇到了自己一生的恩师——玻尔，

活跃的朗道给了玻尔深刻的印象，

“他对物理课题和人类生活的见解，使得多次讨论会的水平上升了。”

而深受“哥本哈根精神”感染的朗道也十分敬仰玻尔。

他虽然只在玻尔那里待了4个月的时间，

可他却终身只承认自己是玻尔的学生。

朗道与玻尔

在欧洲进修的时候，他在金属理论方面做了重要的工作，

他用量子力学来处理金属中的简并理想电子气，提出理想电子气具有抗磁性的磁化率。

在瑞士苏黎世的一次讨论会上，当朗道做完有关抗磁性的报告后，他的好友佩尔斯说，“朋友们，让我们面对显示吧，现在咱们只能靠朗道吃剩的面包片生活了。”

在剑桥的卡文迪许实验室中，

他结识了自己的同胞——彼得·卡皮查，

也是他日后的救命恩人！

朗道与卡皮查

两年的访问结束，朗道回到了列宁格勒

才24岁的朗道已经成为了苏联物理学的带头人。

命运总是不公的，这样一个天才却生不逢时。朗道刚好错过了20世纪初物理学的大革命时期，

也就是相对论、量子论的创建阶段，

无不令人感到惋惜。

他的才情学识，对人类知识的贡献，

当可以使他跻身于爱因斯坦、玻尔这样的世界级大师之列。

朗道对自己也有“生不逢时”的感叹，对于自己没能赶上量子力学的创建，感到极度惋惜。

他曾经酸溜溜地表示：“漂亮姑娘都和别人结婚了，现在只能追求一些不太漂亮的姑娘了。”

这里“漂亮姑娘”指的便是量子力学。

可是即使生不逢时，

朗道依然为物理学做出了巨大的贡献。

在他50寿辰的时候，

苏联原子能研究所的院士送了一块大理石碑，上面刻着朗道推出的十个公式，

被称为“朗道十诫”，这10项成果是：

量子力学中的密度矩阵和统计物理学(1927年)

自由电子抗磁性的理论(1930年)

二级相变的研究(1936-1937年)

铁磁性的磁畴理论和反铁磁性的理论解释(1935年)

超导体的混合态理论(1934年)

原子核的几率理论(1937年)

氦Ⅱ超流性的量子理论(1940-1941年)

基本粒子的电荷约束理论(1954年)

费米液体的量子理论(1956年)

弱相互作用的CP不变性(1957年)

“朗道十诫”几乎囊括了当时物理学中的全部前沿领域，

从核物理、固体物理到电磁学、粒子物理、宇宙线和高能物理等等。

因为朗道是犹太人，犹太人的先知摩西借着上帝的旨意写下了《十诫》。

“朗道十诫”所表达是对朗道至高无上的崇敬之情，这就好比夸赞一个僧人是佛祖。

朗道对学生的要求极其严格，

他的学生要做大量的习题，

毕业之前还要通过朗道难度极大的考试（考试内容基于他和叶夫根尼·利夫希茨编写的《理论物理学教程》，也就是朗道十卷）。

朗道称通过其考试只是“理论最低要求”，

学生则用双关语戏称其为“朗道势垒”。

朗道在考试时会离开教室，

然后每隔20分钟巡视一次，

遇到解题思路不对的学生会在其身旁发出声响作为暗示。

从1934年到朗道出车祸前的1961年，在这近30年的时间内仅有43人成功通过考试。

这43人中至少有18人后来成为苏联或加盟共和国的科学院院士或通讯院士，

有1位获得诺贝尔物理学奖，

还有一部分人因之前备考压力过大而在通过考试后丧失了对物理的兴趣。

除此之外，朗道还要求学生务必熟练掌握英文和德文。

朗道与他的学生们

朗道还曾用数学算符对理论物理学家进行分类。

1）拉普拉斯算子，代表聪明且坐得住，如波尔，爱因斯坦；

2）达朗贝尔算子，代表笨但坐得住者，如莫斯科大学某些教授；

3）菱形，代表聪明但坐不住，如朗道谦称自己；

4）梯度算子，代表笨且坐不住，如伊万年科。

1937年，朗道写了一篇关于中子星的论文，寄给了玻尔，希望得到推荐。

他希望这篇论文能够在东西方的学术界都掀起波澜。

玻尔自然明白自己这位学生的心思，当天就给他回了信，

当时苏联的《信息报》也盛赞了朗道的成果。

可惜，1938年4月28日，

朗道因为不恰当的政治言论入狱，

那一年，他刚刚30岁。

一年后，他的好友卡皮查给斯大林写信，

说到，“我在对绝对零度时液氮的研究中发现了一些新的现象，这可对现代物理学中最奥秘的领域有所澄清，我需要理论物理学家的帮助，而整个苏联，只有朗道能帮我。”

卡皮查以人格为担保，用辞职相要挟，

朗道才终于得以释放，

他说，“在监狱中我只能靠思考物理度过天日。现在我的头脑里存储了八篇可以立即发表的论文。”

卡皮查

出狱后，朗道不负众望，几个月后就完成了液氮超流理论，

这个理论让他拿到了后来的诺贝尔奖。

当选苏科学院院士，参与了苏联核计划，

两次拿斯大林奖，还在54年拿了一次社会主义劳动英雄。

然而克格勃依旧没有撤销朗道的指控，

朗道人虽获释，罪案未消，

从法律上讲，他仍然是一个被保释的刑事犯。“犯有两项重罪的反革命罪犯”的帽子一直戴到他进入坟墓，

影响了他30岁之后的30年。

直到1990年7月23日，

苏联最高检察院才正式给他平反，

宣布原来加在他身上的两项罪名均不成立。

这时离他去世已经过去22年。

1962年朗道出了严重车祸，

1月7日，他乘着车去杜布纳联合原子核研究所

途中，

他的车与一辆载重汽车相撞，

别人都安然无恙，可朗道却折断了11根骨头，

整个物理学界震动。

老师玻尔从英国派去最好的大夫要保住朗道。

救了57天总算醒了，

第一件事给儿子出了道微积分，

儿子没做出来被他冷嘲热讽了一顿。

然后当年年底诺贝尔奖破例由瑞典驻苏大使本人亲自到莫斯科颁给朗道，

生怕他身体受不了长途奔波拿不到诺贝尔奖。

大使先生如释重负地说：“我终于把这个揪心的奖项颁完了。朗道先生虽然不能来现场，但仍堪称是本世纪最传奇的物理学家。”

可以说，绝大部分人因为得到诺奖而感到荣耀，而朗道得到诺奖，是诺奖的荣耀。

朗道一生中的著作多达120多部

在哈佛大学的图书馆中，以朗道为作者的书目，至今仍远远多于美国人引以为傲的物理学大师——费曼的著作。

1968年4月3日，勉强持续了6年生命的朗道，

在莫斯科与世长辞，享年60岁，

他或许是上个世纪最有个性的物理学家！

朗道天才标度，以0-5作为等级的排名，

其意义为以10为底的对数来衡量物理学家的贡献，

如一个一流物理学家的贡献比一个二流物理学家大10倍。

在此表中，牛顿为0，爱因斯坦为 0.5，玻尔、海森堡、狄拉克、薛定谔、维格纳、费米、德布罗意、玻色等为1。

若按照此排名，大多数平凡的物理工作者只能归于五流。

朗道开始将自己列为2.5级，获诺贝尔奖后将自己提升到2级，晚年升至1.5。

据说朗道将此表随身携带，他将排名比他高或者相等的物理学家称为“优越智力”；

排名比他低的称为“蠢才”；

特别地，将排名为5的五流物理学家称为“病态”。

就像卡皮查所说，“朗道在整个理论物理学领域中都做了工作，所有这些工作都可以用一个词来描述——卓越。”