在一周前结束的柏林电影节上,最受国内关注的影片非《列夫·兰道:娜塔莎》莫属。 电影以1:1的比例建造了一座苏联小镇,并用影像记录了人们的生活状况,因此遭遇了巨大争议。 赞扬者将其视为“21世纪电影的里程碑”,反对者则批评导演突破了伦理道德底线。
抛开争议不谈,影片最早的拍摄对象其实是著名的苏联物理学家列夫·兰道(Lev ),而电影项目的名称DAU就取自结尾的三个字母。 那么,被称为苏联历史上最伟大的理论物理学家的列夫·兰道是谁?
列夫·兰道 |
神童
概括朗道的童年,只需要一个词:神童。
兰道7岁掌握了中学数学,13岁完成了微积分。他是同学中最年轻、最矮的,但他的智力却远高于同龄人:而其他人还在学习1+1= 2、他已经在计算三角函数sin和cos了。 这导致他在学校里变得孤独,几乎没有朋友。 但每次有测验物理学家 帅,兰道都会很受欢迎,所有的学生都想请这位尖子生来提问。
兰道,14 岁,即将进入大学 | .ru
14岁时,兰道通过了巴库大学的入学考试,成为该大学最年轻的学生。
在巴库大学,兰道仅用了两年时间就通过了从一年级到四年级的所有数学考试。 老师们觉得自己没有更多的知识来教学生,于是16岁的朗道被转学到当时苏联的学术中心列宁格勒大学。
这绝对是正确的决定。 在列宁格勒,朗道终于发现了值得他终生奋斗的职业——理论物理学。
兰多年轻时 | 。欧洲联盟
新星
有一天,正在上大学的朗道无意中读到了一篇论文《量化就是特征值问题》。 这篇论文的作者叫薛定谔。 这是薛定谔的第一篇量子力学论文。
朗道对这个被称为“量子力学”的理论深感震惊。 矩阵力学、波动力学、概率密度函数,这些新的物理概念让他着迷。 兰道将更多的精力从数学转移到了物理学上。 然而,量子力学这门学科太新了,连学校的导师和教授都无法提供任何指导,所以兰道研究了薛定谔、海森堡等人发表的最新论文。
兰道(左一)和大学朋友 | 《兰道传》
很快,18岁的朗道发表了他的第一篇学术论文《论双原子分子的光谱理论》。 仅仅一年后,他首次引入了密度矩阵的概念,它可以比薛定谔提出的波函数更普遍地描述量子系统。
兰道,一颗冉冉升起的学术新星,震惊了物理学界。 学者们开始引用他的论文并邀请他在研讨会上发言。 作为优秀研究生代表,年仅21岁的朗道被派往国外留学。 他拜访了波恩、海森堡和爱因斯坦,参加了玻尔的理论物理研讨会,并与狄拉克、泡利等顶级物理学家有说有笑。
1930年在哥本哈根举行的理论物理研讨会
第一排从左到右:克莱因、玻尔、海森堡、泡利、伽莫夫、朗道、克莱默斯 | 尼尔斯·玻尔
年少成名的背后是无尽的汗水。 年轻的兰道身材高大,但看上去又瘦又苍白。 部分原因是他在大学里学习太刻苦,有时一天学习15到18个小时,直到商店打烊后才想起吃饭。 出国后,他继续废寝忘食地研究,并在留学期间发表了一篇关于抗磁性的论文。
幸运的是,超负荷的学习工作并没有阻碍兰道与异性的交往。 在一次毕业舞会上,兰道对与会者说:“请向我介绍最美丽的女孩。” 就这样,他结识了校花科拉·德罗班采娃。 两人相爱并在几年后结婚。 科拉为何爱上兰道? 也许是因为年轻的兰多太帅了。
兰道和他后来的妻子科拉 | .ru
棋圣
与童年经历类似,兰道的学术生涯也遭遇过欺骗:24岁时,他以研究生身份担任乌克兰物理技术研究所理论部主任; 26岁时,他无需为自己辩护就获得了物理和数学科学博士学位; 27岁被授予教授职称; 38岁当选为苏联科学院院士。
然而,教授、院士的职称对于兰道来说太弱了。 朗道一生写了120多部著作,他的学术贡献几乎涵盖了当时理论物理学的所有领域,从物质相变和超导理论到宇宙射线和基本粒子。 没有他不精通的,人们毫不犹豫地授予他皇冠般的称号:“苏联最伟大的理论物理学家”、“最后的全能物理学家”。
朗道被誉为苏联最伟大的理论物理学家 | 苏联
这位多才多艺的物理学家的研究却因历史原因意外中断。 苏联大清洗期间,兰道突然被克格勃带走并投入监狱。 警方确定他参与起草反苏联传单。 幸运的是,兰多所在的莫斯科物理研究所所长卡皮查院士极力为他开脱罪责,并向斯大林写了保证书,一年后才得以营救垂死的兰多。 兰道没有辜负导演的期望。 出狱后不久,他提出了液氦超流动理论,并解释了卡皮查发现的一系列液氦现象。
兰多在监狱里|
兰道50岁生日那天,原子能研究所委托一位院士送给他两块厚大理石板。 这些石头以公式的形式记录了兰道最重要的10个物理发现。 院士表示,“我们非常希望将朗道的所有成就都刻在石碑上,但遗憾的是我们不能。” 石碑上的10条口诀后来被称为“兰道十诫”,其名字来源于《圣经》中的“兰道十诫”摩西十诫。
兰道十诫| tsput.ru
兰多也不谦虚。 他用对数尺度对物理学家进行评分,0分比1分好10倍,1分比2分好10倍,等等。 朗道的评分中,牛顿得0分,爱因斯坦得0.5分,玻尔、海森堡、薛定谔等人得1分。 兰道最初给自己打的是2.5分。 在完成一篇超导理论论文后,他宣布自己的分数提高到了2分,仅比量子力学奠基人低了一个等级。
兰道习惯的工作姿势| 声压级
但即使是天才也会因自我而犯错误。 一名学生曾经递给朗道一篇论文,认为宇称不守恒发生在介子衰变过程中。 然而,兰多认为这违背了他的身体直觉,看了几眼就把纸扔到一边。 几个月后,李政道、杨振宁、吴健雄等人提出并实验验证了弱相互作用宇称不守恒理论,打了朗道等众多物理学家的脸。
偃师
很多天才不喜欢当老师,比如爱因斯坦。 他们要么觉得教学生太麻烦,要么认为学生蠢得无可救药。 兰道是个例外。 他认为自己有义务将有才华的年轻人引入科学的殿堂。 受玻尔哥本哈根学派的影响,他在苏联建立了自己的“朗道学派”,吸引了众多学生前来上课和学习。
兰道在研讨会上| .ras.ru
为了考核学生,兰道制定了一套名为“理论物理最低标准”的考试大纲。 顾名思义,如果你想成为我的学生,你就必须超越最低标准。 考试科目包括1个数学和8个物理,几乎涵盖了物理的所有领域,难度极大。 兰道亲自监考并记下通过考试的学生的名字。
25年来,朗道只记录了43名学生的名字,其中20多人后来成为院士。
通过“理论物理最低标准”考试的学生名单| .ras.ru
还有一件事,考试必备的材料之一是兰道和他的得意门生利夫希茨写的《理论物理课程》。 这套教材被称为“朗道十卷”,共4600多页,历时40年才最终完成。 该教程以其精炼的数学语言和深刻的物理思想,成为无数物理研究者心中的“圣经”。
《理论物理教程》十册(中文版)
说到这里,作为兰道大学的学生是什么感觉? 如果有人连续三次没有通过最低标准考试,朗道会直接建议他退出:“你不能做物理研究。” 兰道每周四上午组织研讨会,让学生报告最新的物理研究。 学习进度。 如果有学生回答不好或者报告不好,兰道甚至会当场把学生拉下讲台。
尽管如此,学生们还是都很喜欢这位老师。 他的严格甚至刻薄更多源于他的责任感和他想把学生培养成真正优秀的物理学家的愿望。 例如,兰道曾经因为一名学生没有回答出问题而责骂他,但他思考了一个晚上的问题,并在第二天一早给这位同学打电话告诉他正确的做法。 因此,学生们不断地向老师提问,尽管他们的想法往往只受到几句责骂:“胡说八道!” “蠢极了!”
漫画《给驴子讲课》
台上的朗道正在给下面的驴子(也就是他的学生)讲课 | .ras.ru
抛开身体上的争论不谈,兰道本人非常友善和平易近人。 与许多闭门工作的科学家不同,他喜欢与同事和学生聊天。 他还总结了一个幸福的公式:“工作+爱情+沟通”,认为每个人都应该花三分之一的时间与他人沟通。 更难能可贵的是,数十年的理论物理研究并没有对他的外表产生太大的影响,这与很多物理学家形成了鲜明的对比。
兰道的青年和老年| -信息和AIP
落下
天才总是会受到上天的嫉妒。 53岁的兰多在探望学生的途中遭遇车祸,被送往医院时生命垂危。 兰道的病历上写道:“病人的伤势是致命的。”
这是物理学史上最可怕的灾难之一,全世界的物理学家都在为兰道祈祷。 医院安装了人工呼吸机,卡皮查院士请来了加拿大最好的神经外科医生,丹麦的玻尔送来了药品。 终于,在昏迷了 57 天之后,兰多醒了。
车祸后兰道和妻子科拉 | tsput.ru
朗道的智力因头部受到的撞击而严重受损,他再也没有回到以前做物理研究的状态。 尽管如此,每当有人用微积分问题测试他的恢复情况时,他得到的答案都是无情的咆哮:“我不想回答这些愚蠢的问题!滚出去!” 毕竟这些都是他十三岁就学会的东西,而且相当困难。 对于普通人来说,10×10=100。
车祸发生后的一年年底,兰道因其液氦超流体理论而获得诺贝尔物理学奖。 诺贝尔奖委员会还极其罕见地将颁奖地点改为朗道所在的医院,瑞典驻苏联大使还授予他金质奖章。 我们不应该祝贺兰道,而应该祝贺诺贝尔奖没有错过这位划时代的物理学大师。
兰道接受诺贝尔奖 | .ru
然而,诺贝尔奖并不能弥补车祸造成的损失。 兰道不仅无法再从事物理学事业,而且他的健康状况也在恶化。 六年后,一场突如其来的疾病彻底击垮了他。 临别时,这位绝世天才、名师却很平静。
“我过着美好的生活。我总是在每件事上都取得成功。” 这是他留在世上的最后一句话。
1968年4月1日,苏联理论物理学派创始人、20世纪最伟大的理论物理学家之一列夫·朗道去世,享年60岁。
20世纪最伟大的理论物理学家之一
列夫·兰道 |
参考:
[1][俄语]玛雅·贝萨拉比。 兰道的传记。 李雪英译. 北京:高等教育出版社,2018。
[2]
[3]
[4]王宏鹏. 漫谈朗道——全能物理学家朗道的传奇一生。 现代物理知识,2005(05):60-63。
[5] 郝柏林. 兰道百年纪念。 物理学物理学家 帅,2008(09):666-671。