在一周前結束的柏林電影節上,最受國內關注的影片非《列夫·蘭道:娜塔莎》莫屬。 電影以1:1的比例建造了一座蘇聯小鎮,并用影像記錄了人們的生活狀況,因此遭遇了巨大爭議。 贊揚者將其視為“21世紀電影的里程碑”,反對者則批評導演突破了倫理道德底線。
拋開爭議不談,影片最早的拍攝對象其實是著名的蘇聯物理學家列夫·蘭道(Lev ),而電影項目的名稱DAU就取自結尾的三個字母。 那么,被稱為蘇聯歷史上最偉大的理論物理學家的列夫·蘭道是誰?
列夫·蘭道 |
神童
概括朗道的童年,只需要一個詞:神童。
蘭道7歲掌握了中學數學,13歲完成了微積分。他是同學中最年輕、最矮的,但他的智力卻遠高于同齡人:而其他人還在學習1+1= 2、他已經在計算三角函數sin和cos了。 這導致他在學校里變得孤獨,幾乎沒有朋友。 但每次有測驗物理學家 帥,蘭道都會很受歡迎,所有的學生都想請這位尖子生來提問。
蘭道,14 歲,即將進入大學 | .ru
14歲時,蘭道通過了巴庫大學的入學考試,成為該大學最年輕的學生。
在巴庫大學,蘭道僅用了兩年時間就通過了從一年級到四年級的所有數學考試。 老師們覺得自己沒有更多的知識來教學生,于是16歲的朗道被轉學到當時蘇聯的學術中心列寧格勒大學。
這絕對是正確的決定。 在列寧格勒,朗道終于發現了值得他終生奮斗的職業——理論物理學。
蘭多年輕時 | 。歐洲聯盟
新星
有一天,正在上大學的朗道無意中讀到了一篇論文《量化就是特征值問題》。 這篇論文的作者叫薛定諤。 這是薛定諤的第一篇量子力學論文。
朗道對這個被稱為“量子力學”的理論深感震驚。 矩陣力學、波動力學、概率密度函數,這些新的物理概念讓他著迷。 蘭道將更多的精力從數學轉移到了物理學上。 然而,量子力學這門學科太新了,連學校的導師和教授都無法提供任何指導,所以蘭道研究了薛定諤、海森堡等人發表的最新論文。
蘭道(左一)和大學朋友 | 《蘭道傳》
很快,18歲的朗道發表了他的第一篇學術論文《論雙原子分子的光譜理論》。 僅僅一年后,他首次引入了密度矩陣的概念,它可以比薛定諤提出的波函數更普遍地描述量子系統。
蘭道,一顆冉冉升起的學術新星,震驚了物理學界。 學者們開始引用他的論文并邀請他在研討會上發言。 作為優秀研究生代表,年僅21歲的朗道被派往國外留學。 他拜訪了波恩、海森堡和愛因斯坦,參加了玻爾的理論物理研討會,并與狄拉克、泡利等頂級物理學家有說有笑。
1930年在哥本哈根舉行的理論物理研討會
第一排從左到右:克萊因、玻爾、海森堡、泡利、伽莫夫、朗道、克萊默斯 | 尼爾斯·玻爾
年少成名的背后是無盡的汗水。 年輕的蘭道身材高大,但看上去又瘦又蒼白。 部分原因是他在大學里學習太刻苦,有時一天學習15到18個小時,直到商店打烊后才想起吃飯。 出國后,他繼續廢寢忘食地研究,并在留學期間發表了一篇關于抗磁性的論文。
幸運的是,超負荷的學習工作并沒有阻礙蘭道與異性的交往。 在一次畢業舞會上,蘭道對與會者說:“請向我介紹最美麗的女孩。” 就這樣,他結識了校花科拉·德羅班采娃。 兩人相愛并在幾年后結婚。 科拉為何愛上蘭道? 也許是因為年輕的蘭多太帥了。
蘭道和他后來的妻子科拉 | .ru
棋圣
與童年經歷類似,蘭道的學術生涯也遭遇過欺騙:24歲時,他以研究生身份擔任烏克蘭物理技術研究所理論部主任; 26歲時,他無需為自己辯護就獲得了物理和數學科學博士學位; 27歲被授予教授職稱; 38歲當選為蘇聯科學院院士。
然而,教授、院士的職稱對于蘭道來說太弱了。 朗道一生寫了120多部著作,他的學術貢獻幾乎涵蓋了當時理論物理學的所有領域,從物質相變和超導理論到宇宙射線和基本粒子。 沒有他不精通的,人們毫不猶豫地授予他皇冠般的稱號:“蘇聯最偉大的理論物理學家”、“最后的全能物理學家”。
朗道被譽為蘇聯最偉大的理論物理學家 | 蘇聯
這位多才多藝的物理學家的研究卻因歷史原因意外中斷。 蘇聯大清洗期間,蘭道突然被克格勃帶走并投入監獄。 警方確定他參與起草反蘇聯傳單。 幸運的是,蘭多所在的莫斯科物理研究所所長卡皮查院士極力為他開脫罪責,并向斯大林寫了保證書,一年后才得以營救垂死的蘭多。 蘭道沒有辜負導演的期望。 出獄后不久,他提出了液氦超流動理論,并解釋了卡皮查發現的一系列液氦現象。
蘭多在監獄里|
蘭道50歲生日那天,原子能研究所委托一位院士送給他兩塊厚大理石板。 這些石頭以公式的形式記錄了蘭道最重要的10個物理發現。 院士表示,“我們非常希望將朗道的所有成就都刻在石碑上,但遺憾的是我們不能。” 石碑上的10條口訣后來被稱為“蘭道十誡”,其名字來源于《圣經》中的“蘭道十誡”摩西十誡。
蘭道十誡| tsput.ru
蘭多也不謙虛。 他用對數尺度對物理學家進行評分,0分比1分好10倍,1分比2分好10倍,等等。 朗道的評分中,牛頓得0分,愛因斯坦得0.5分,玻爾、海森堡、薛定諤等人得1分。 蘭道最初給自己打的是2.5分。 在完成一篇超導理論論文后,他宣布自己的分數提高到了2分,僅比量子力學奠基人低了一個等級。
蘭道習慣的工作姿勢| 聲壓級
但即使是天才也會因自我而犯錯誤。 一名學生曾經遞給朗道一篇論文,認為宇稱不守恒發生在介子衰變過程中。 然而,蘭多認為這違背了他的身體直覺,看了幾眼就把紙扔到一邊。 幾個月后,李政道、楊振寧、吳健雄等人提出并實驗驗證了弱相互作用宇稱不守恒理論,打了朗道等眾多物理學家的臉。
偃師
很多天才不喜歡當老師,比如愛因斯坦。 他們要么覺得教學生太麻煩,要么認為學生蠢得無可救藥。 蘭道是個例外。 他認為自己有義務將有才華的年輕人引入科學的殿堂。 受玻爾哥本哈根學派的影響,他在蘇聯建立了自己的“朗道學派”,吸引了眾多學生前來上課和學習。
蘭道在研討會上| .ras.ru
為了考核學生,蘭道制定了一套名為“理論物理最低標準”的考試大綱。 顧名思義,如果你想成為我的學生,你就必須超越最低標準。 考試科目包括1個數學和8個物理,幾乎涵蓋了物理的所有領域,難度極大。 蘭道親自監考并記下通過考試的學生的名字。
25年來,朗道只記錄了43名學生的名字,其中20多人后來成為院士。
通過“理論物理最低標準”考試的學生名單| .ras.ru
還有一件事,考試必備的材料之一是蘭道和他的得意門生利夫希茨寫的《理論物理課程》。 這套教材被稱為“朗道十卷”,共4600多頁,歷時40年才最終完成。 該教程以其精煉的數學語言和深刻的物理思想,成為無數物理研究者心中的“圣經”。
《理論物理教程》十冊(中文版)
說到這里,作為蘭道大學的學生是什么感覺? 如果有人連續三次沒有通過最低標準考試,朗道會直接建議他退出:“你不能做物理研究。” 蘭道每周四上午組織研討會,讓學生報告最新的物理研究。 學習進度。 如果有學生回答不好或者報告不好,蘭道甚至會當場把學生拉下講臺。
盡管如此,學生們還是都很喜歡這位老師。 他的嚴格甚至刻薄更多源于他的責任感和他想把學生培養成真正優秀的物理學家的愿望。 例如,蘭道曾經因為一名學生沒有回答出問題而責罵他,但他思考了一個晚上的問題,并在第二天一早給這位同學打電話告訴他正確的做法。 因此,學生們不斷地向老師提問,盡管他們的想法往往只受到幾句責罵:“胡說八道!” “蠢極了!”
漫畫《給驢子講課》
臺上的朗道正在給下面的驢子(也就是他的學生)講課 | .ras.ru
拋開身體上的爭論不談,蘭道本人非常友善和平易近人。 與許多閉門工作的科學家不同,他喜歡與同事和學生聊天。 他還總結了一個幸福的公式:“工作+愛情+溝通”,認為每個人都應該花三分之一的時間與他人溝通。 更難能可貴的是,數十年的理論物理研究并沒有對他的外表產生太大的影響,這與很多物理學家形成了鮮明的對比。
蘭道的青年和老年| -信息和AIP
落下
天才總是會受到上天的嫉妒。 53歲的蘭多在探望學生的途中遭遇車禍,被送往醫院時生命垂危。 蘭道的病歷上寫道:“病人的傷勢是致命的。”
這是物理學史上最可怕的災難之一,全世界的物理學家都在為蘭道祈禱。 醫院安裝了人工呼吸機,卡皮查院士請來了加拿大最好的神經外科醫生,丹麥的玻爾送來了藥品。 終于,在昏迷了 57 天之后,蘭多醒了。
車禍后蘭道和妻子科拉 | tsput.ru
朗道的智力因頭部受到的撞擊而嚴重受損,他再也沒有回到以前做物理研究的狀態。 盡管如此,每當有人用微積分問題測試他的恢復情況時,他得到的答案都是無情的咆哮:“我不想回答這些愚蠢的問題!滾出去!” 畢竟這些都是他十三歲就學會的東西,而且相當困難。 對于普通人來說,10×10=100。
車禍發生后的一年年底,蘭道因其液氦超流體理論而獲得諾貝爾物理學獎。 諾貝爾獎委員會還極其罕見地將頒獎地點改為朗道所在的醫院,瑞典駐蘇聯大使還授予他金質獎章。 我們不應該祝賀蘭道,而應該祝賀諾貝爾獎沒有錯過這位劃時代的物理學大師。
蘭道接受諾貝爾獎 | .ru
然而,諾貝爾獎并不能彌補車禍造成的損失。 蘭道不僅無法再從事物理學事業,而且他的健康狀況也在惡化。 六年后,一場突如其來的疾病徹底擊垮了他。 臨別時,這位絕世天才、名師卻很平靜。
“我過著美好的生活。我總是在每件事上都取得成功。” 這是他留在世上的最后一句話。
1968年4月1日,蘇聯理論物理學派創始人、20世紀最偉大的理論物理學家之一列夫·朗道去世,享年60歲。
20世紀最偉大的理論物理學家之一
列夫·蘭道 |
參考:
[1][俄語]瑪雅·貝薩拉比。 蘭道的傳記。 李雪英譯. 北京:高等教育出版社,2018。
[2]
[3]
[4]王宏鵬. 漫談朗道——全能物理學家朗道的傳奇一生。 現代物理知識,2005(05):60-63。
[5] 郝柏林. 蘭道百年紀念。 物理學物理學家 帥,2008(09):666-671。