在一周前落幕的柏林電影節(jié)上,最受國(guó)內(nèi)關(guān)注的電影非《列夫·朗道:娜塔莎》莫屬。電影按照1:1比例搭建一座蘇聯(lián)城鎮(zhèn),并用影像記錄下了人們的生活情境,也因此遭遇了巨大的爭(zhēng)議。贊美者將其視為“21世紀(jì)電影的里程碑”,反對(duì)者則斥責(zé)導(dǎo)演突破了倫理和道德的底線。
拋開爭(zhēng)論不談,電影最早拍攝的對(duì)象實(shí)際上是前蘇聯(lián)著名物理學(xué)家列夫·朗道(Lev Landau),電影項(xiàng)目的名稱DAU正取自Landau末尾的三個(gè)字母。那么,列夫·朗道,這位被稱為蘇聯(lián)歷史上最偉大理論物理學(xué)家的人物,他究竟是誰(shuí)?
列夫·朗道 | Wikimedia Commons
神童
想要概括朗道的童年,只需要一個(gè)詞:神童。
朗道7歲搞定了中學(xué)數(shù)學(xué),13歲把微積分學(xué)完了。他在同學(xué)中年齡最小,個(gè)子最矮,智力卻超出同齡人實(shí)在太多:別人還在學(xué)1+1=2,他已經(jīng)在算三角函數(shù)sin和cos了。這導(dǎo)致他在學(xué)校獨(dú)來(lái)獨(dú)往,沒什么朋友。不過(guò)每次小測(cè)驗(yàn)的時(shí)候,朗道都會(huì)大受歡迎,所有同學(xué)都想找這位學(xué)霸問題目。
14歲即將進(jìn)入大學(xué)的朗道 | bessmertnybarak.ru
14歲,朗道通過(guò)巴庫(kù)大學(xué)的入學(xué)考試,成為了這所大學(xué)年紀(jì)最小的學(xué)生。
在巴庫(kù)大學(xué),朗道只花了兩年就通過(guò)了從一年級(jí)到四年級(jí)所有的數(shù)學(xué)考試。老師們都覺得已經(jīng)沒什么知識(shí)好教給這位學(xué)生了,因此16歲的朗道又被轉(zhuǎn)到了列寧格勒大學(xué),當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)的學(xué)術(shù)中心。
這是一個(gè)完全正確的決定。在列寧格勒,朗道終于發(fā)現(xiàn)了值得自己奮斗終身的事業(yè)——理論物理學(xué)。
青年時(shí)期的朗道 | ardetverbum.eu
新星
某一天,上大學(xué)的朗道偶然讀到了一篇論文《量子化即本征值問題》,論文作者叫做薛定諤。這是薛定諤的第一篇量子力學(xué)論文。
朗道被這個(gè)叫做“量子力學(xué)”的理論深深地震撼到了。矩陣力學(xué)、波動(dòng)力學(xué)、概率密度函數(shù),這些全新的物理概念讓他著了魔。朗道將更多精力從數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)移到了物理上??墒橇孔恿W(xué)這門學(xué)科太新了,連學(xué)校的導(dǎo)師教授都沒法提供任何指導(dǎo),朗道便自己研讀薛定諤、海森堡等人發(fā)表的最新論文。
朗道(左一)與大學(xué)好友 | 《朗道傳》
很快,18歲的朗道發(fā)表了他的第一篇學(xué)術(shù)論文《關(guān)于雙原子分子光譜理論》。僅僅一年后,他又首次引入了密度矩陣的概念,可以比薛定諤提出的波函數(shù)更普遍地描述量子系統(tǒng)。
朗道這顆學(xué)術(shù)新星驚艷了物理學(xué)界。學(xué)者們開始引用他寫的論文,邀請(qǐng)他在研討會(huì)上做報(bào)告。作為優(yōu)秀研究生代表,年僅21歲的朗道被派往國(guó)外留學(xué)。他拜訪了波恩、海森堡和愛因斯坦,參加了玻爾的理論物理討論班,與狄拉克、泡利等最頂尖的物理學(xué)家談笑風(fēng)生。
1930年在哥本哈根舉辦的理論物理討論班
第一排從左至右:克萊因、玻爾、海森堡、泡利、
伽莫夫、朗道、克拉默斯
| Niels Bohr Archive Copenhagen
年少成名的背后是無(wú)盡的汗水。年輕的朗道個(gè)子很高,看起來(lái)卻瘦削蒼白,這部分是因?yàn)?strong>他在大學(xué)學(xué)習(xí)太過(guò)刻苦,有時(shí)會(huì)一天學(xué)習(xí)15到18個(gè)小時(shí),商店打烊了才想起來(lái)吃飯。出國(guó)后他仍廢寢忘食地鉆研,留學(xué)期間還發(fā)表了一篇關(guān)于抗磁性的論文。
幸運(yùn)的是,超負(fù)荷的學(xué)習(xí)工作沒有太妨礙到朗道的異性緣。在一次畢業(yè)舞會(huì)上,朗道對(duì)參加晚會(huì)的人說(shuō):“請(qǐng)把最漂亮的姑娘介紹給我認(rèn)識(shí)。”由此結(jié)識(shí)了?;评さ铝_班采娃。兩人陷入了熱戀,并在幾年之后結(jié)為夫婦??评瓰槭裁纯瓷狭死实??可能是因?yàn)槟贻p的朗道實(shí)在太帥了吧。
朗道和他的后來(lái)的妻子科拉 | russkiymir.ru
大師
和童年經(jīng)歷比較類似,朗道的學(xué)術(shù)生涯也是一路開掛:24歲,以一名研究生的身份擔(dān)任烏克蘭物理技術(shù)研究所理論部主任;26歲,被授予物理數(shù)學(xué)科學(xué)博士學(xué)位,免予答辯;27歲,被授予教授職稱;38歲,當(dāng)選為蘇聯(lián)科學(xué)院院士。
不過(guò),教授、院士這種職稱對(duì)朗道來(lái)說(shuō)太單薄了。朗道一生的著作有120多部,學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)涵蓋了當(dāng)時(shí)幾乎所有的理論物理學(xué)領(lǐng)域,從物態(tài)相變、超導(dǎo)理論到宇宙射線、基本粒子,沒有他不精通的。人們毫不吝嗇地為他送上皇冠似的頭銜:“蘇聯(lián)最偉大的理論物理學(xué)家”、“最后一位全能的物理學(xué)家”。
朗道被譽(yù)為蘇聯(lián)最偉大的理論物理學(xué)家 | USSR Magazine Sovfoto
這位全能物理學(xué)家的研究,也因?yàn)闅v史原因意外中斷過(guò)。蘇聯(lián)大清洗期間,朗道突然被克格勃帶走并被關(guān)進(jìn)了監(jiān)獄,警察認(rèn)定他參與起草了一份反蘇傳單。幸好朗道所在的莫斯科物理問題研究所的所長(zhǎng)卡皮查院士極力為他開脫,還給斯大林寫擔(dān)保信,才在一年后把垂死的朗道救了出來(lái)。朗道也沒有辜負(fù)所長(zhǎng)的期望,出獄后不久就提出了液氦超流理論,對(duì)卡皮查發(fā)現(xiàn)的一系列液氦現(xiàn)象做出了解釋。
獄中的朗道 | Wikimedia Commons
朗道50歲生日的時(shí)候,原子能研究所委托一位院士送給他兩塊厚厚的大理石板,石頭上以公式的形式記錄了朗道最重要的10項(xiàng)物理發(fā)現(xiàn)。這位院士表示,“我們非常希望把朗道所有的成果都刻在石板上,但遺憾的是刻不下?!?strong>石板上的10個(gè)公式后來(lái)被稱為“朗道十誡”,名字來(lái)源于《圣經(jīng)》中的摩西十誡。
朗道十誡 | tsput.ru
朗道也不謙虛。他給物理學(xué)家按一套對(duì)數(shù)尺度打了分,0分要比1分好10倍,1分要比2分好10倍,以此類推。在朗道的評(píng)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。朗道一開始給自己打2.5分,在完成一篇關(guān)于超導(dǎo)理論的論文后,他宣布自己的分?jǐn)?shù)提高到了2分,只比那幫量子力學(xué)的祖師爺?shù)鸵粰n。
朗道習(xí)慣的工作姿勢(shì) | SPL
不過(guò),即使是天才也會(huì)因?yàn)樽载?fù)而犯錯(cuò)。有個(gè)學(xué)生曾遞給朗道一篇論文,認(rèn)為在介子衰變過(guò)程中出現(xiàn)了宇稱不守恒現(xiàn)象,但朗道認(rèn)為這違背了他的物理直覺,看了幾眼就把論文扔到了一邊。幾個(gè)月后,李政道、楊振寧、吳健雄等人提出并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了弱相互作用的宇稱不守恒理論,狠狠打了朗道等一大堆物理學(xué)家的臉。
嚴(yán)師
很多天才不喜歡當(dāng)老師,比如愛因斯坦,他們要么覺得帶學(xué)生太麻煩,要么覺得學(xué)生愚蠢得無(wú)藥可救。朗道是一個(gè)例外,他認(rèn)為自己有義務(wù)將有才華的年輕人引入科學(xué)的殿堂。受到玻爾的哥本哈根學(xué)派的影響,他在蘇聯(lián)建立了自己的“朗道學(xué)派”,吸引眾多學(xué)生前來(lái)聽課學(xué)習(xí)。
朗道在討論班上 | kapitza.ras.ru
為了考察學(xué)生,朗道自創(chuàng)了一套名為“理論物理最低標(biāo)準(zhǔn)”的考試大綱。顧名思義,想當(dāng)我的學(xué)生,超過(guò)了最低標(biāo)準(zhǔn)再說(shuō)。考試科目包括1門數(shù)學(xué)、8門物理,涵蓋了幾乎所有物理學(xué)領(lǐng)域,難度極其之大。朗道會(huì)親自監(jiān)考,并記下通過(guò)考試的學(xué)生的名字。
25年的時(shí)間里,總共只有43個(gè)學(xué)生的名字被朗道記了下來(lái),其中有20多人后來(lái)成為了院士。
通過(guò)“理論物理最低標(biāo)準(zhǔn)”考試的學(xué)生名單 | kapitza.ras.ru
多說(shuō)一句,考試的必備材料之一,是朗道和他的得意門生利夫希茨編寫的《理論物理學(xué)教程》。這套被稱為“朗道十卷”的教材總共4600多頁(yè),前前后后用了40年才最終完成。教程以精煉的數(shù)學(xué)語(yǔ)言、深邃的物理思想,成為了無(wú)數(shù)物理研究者心中的“圣經(jīng)”。
《理論物理學(xué)教程》十卷(中文版)
話說(shuō)回來(lái),當(dāng)朗道的學(xué)生是什么體驗(yàn)?如果有人連續(xù)3次都沒通過(guò)最低標(biāo)準(zhǔn)考試,朗道會(huì)直截了當(dāng)?shù)匕l(fā)出勸退:“您是無(wú)法從事物理學(xué)研究的?!?/strong>朗道在每周四上午組織討論班,讓學(xué)生們報(bào)告最新的物理學(xué)進(jìn)展。如果學(xué)生回答得不好,或者報(bào)告做得太差,朗道甚至?xí)?dāng)場(chǎng)就把學(xué)生從講臺(tái)上拉下來(lái)。
盡管如此,同學(xué)們都很愛戴這位老師。他的嚴(yán)格乃至刻薄更多出于他的責(zé)任心,想把自己的學(xué)生培養(yǎng)成真正優(yōu)秀的物理學(xué)家。比如朗道曾經(jīng)因?yàn)橐粋€(gè)學(xué)生沒做出題目而大罵了他一頓,自己卻想這道問題想了一個(gè)晚上,第二天一大早就打電話告訴那位同學(xué)正確的做法。因此學(xué)生們還是不停地找這位老師問問題,即使自己的想法往往只能換來(lái)幾聲呵斥:“胡扯!”“愚蠢至極!”
漫畫《對(duì)驢講經(jīng)圖》
臺(tái)上的朗道在對(duì)底下的驢(也就是他的學(xué)生們)講經(jīng)
| kapitza.ras.ru
拋去物理上的爭(zhēng)論,朗道本人還是非常善良親和的。與很多閉門造車的科學(xué)家不同,他熱愛與同事、學(xué)生聊天,還總結(jié)出一套幸福公式:“工作+愛情+交際”,認(rèn)為每個(gè)人都應(yīng)該把三分之一的時(shí)間用來(lái)和他人交流。更可貴的是,數(shù)十年的理論物理學(xué)研究沒有對(duì)他的顏值造成太大的影響,這和許多物理學(xué)家形成了極為鮮明的對(duì)比。
朗道的青年與老年 | person-info & AIP
隕落
天才可能總是會(huì)受到上天的嫉妒。在一次看望學(xué)生的路上,53歲的朗道遭遇了車禍,被送到醫(yī)院時(shí)已經(jīng)瀕臨死亡?!安∪说膫麆?shì)是致命的?!崩实赖牟v里如此寫道。
這是物理學(xué)史上最可怕的災(zāi)難之一,全世界的物理學(xué)家都在為朗道祈禱。醫(yī)院換上了人工呼吸機(jī)、卡皮查院士從加拿大請(qǐng)來(lái)了最好的神經(jīng)外科醫(yī)生、身在丹麥的玻爾寄來(lái)了藥品。終于,在長(zhǎng)達(dá)57天的昏迷后,朗道蘇醒了過(guò)來(lái)。
遭遇車禍后的朗道與妻子科拉 | tsput.ru
因?yàn)轭^部遭受撞擊,朗道的智力受到了嚴(yán)重?fù)p害,他再也沒能恢復(fù)到之前做物理研究的狀態(tài)。盡管如此,每當(dāng)有人用微積分題目測(cè)試他的恢復(fù)情況,得到的答案只有無(wú)情的怒吼:“我不想回答這些愚蠢的問題!滾開!”畢竟這些是他13歲就學(xué)會(huì)的東西,難度相當(dāng)于普通人算10×10=100。
出車禍的這一年年底,朗道因液氦的超流體理論被授予了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。諾獎(jiǎng)委員會(huì)還極為罕見地將頒獎(jiǎng)地點(diǎn)改到了朗道所在的醫(yī)院,由瑞典駐蘇聯(lián)大使向他頒發(fā)了金色獎(jiǎng)?wù)?。比起恭喜朗道?strong>我們更應(yīng)該恭喜諾貝爾獎(jiǎng)沒有錯(cuò)過(guò)這一位劃時(shí)代的物理學(xué)宗師。
朗道接受諾貝爾獎(jiǎng) | kommersant.ru
然而,諾貝爾獎(jiǎng)并不能彌補(bǔ)車禍造成的傷害。朗道不僅再也沒能從事物理研究,他的健康狀況也在不斷惡化。6年后,一場(chǎng)突發(fā)的疾病徹底擊倒了他。臨別之際,這位絕世的天才和偉大的導(dǎo)師非常平靜。
“我這一生過(guò)得不錯(cuò)。我總是事事成功?!?/strong>這是他在世上留下的最后一句話。
1968年4月1日,蘇聯(lián)理論物理學(xué)派開創(chuàng)人、20世紀(jì)最偉大的理論物理學(xué)家之一——列夫·朗道逝世,年僅60歲。
20世紀(jì)最偉大的理論物理學(xué)家之一
列夫·朗道 | Wikimedia Commons
參考文獻(xiàn)
[1][俄]邁婭·比薩拉比.朗道傳.李雪瑩譯.北京:高等教育出版社,2018.
[2] https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1962/landau/biographical
[3] https://www.britannica.com/biography/Lev-Landau
[4]王洪鵬.漫話朗道——全能物理學(xué)家朗道的傳奇一生.現(xiàn)代物理知識(shí),2005(05):60-63.
[5]郝柏林.朗道百年.物理,2008(09):666-671.
作者:矩陣星
編輯:李小葵
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