Академик Л.Д. Ландау (1908–1968) — гениальный советский физик, лауреат Нобелевской премии. Он — автор теорий фазовых переходов и сверхтекучести, матрицы плотности, первооткрыватель диамагнетизма электронов в металлах и затухания «без трения» волн в плазме и многого другого. Создал сильнейшую в мире школу теоретической физики, многотомный курс этой науки (совместно с Е.М. Лифшицем и Л.П. Питаевским), изданный на 20 языках. Жизнь Ландау — это размахи между триумфами и трагедиями. Он — всемирно известный ученый с 20 лет; муж первой красавицы Харькова, живущий с ней по своей «теории свободной любви»; инициатор борьбы против военно-прикладной физики в Украинском физико-техническом институте (УФТИ), приведшей к разгрому УФТИ, арестам и расстрелам ряда его сотрудников; узник тюрьмы НКВД проведший в ней год за участие в подготовке антисталинской листовки и вызволенный оттуда П.Л. Капицей; Герой Социалистического Труда и лауреат Сталинских премий за расчеты атомной и водородной бомб; в 54 года — жертва автокатастрофы, лишившей его радостей жизни и творчества и приведшей к смерти в 60 лет. Анализируются черты характера Ландау; искренность и неудержимое стремление к истине, рационализм и систематичность, эгоцентризм и авторитарность. Дается научно-популярное изложение основных достижений Ландау в физике, имеется раздел, посвященный ошибкам Ландау (компиляция по литературным данным). Включены очерки о крупнейших физиках-теоретиках школы Ландау — Е.М. и И.М. Лифшицах, А.С. Компанейце, А.Б. Мигдале, В.Л. Гинзбурге, А.А. Абрикосове и И.М. Халатникове. В Приложении приведены архивные материалы: документы из дела расстрелянных физиков Л.В. Шубникова и Л.В. Розенкевича, протоколы допросов Ландау, справка КГБ со стенограммами «прослушек» и доносов на Ландау, лекция Е.М. Лифшица о Ландау и другое.
О великом физике Льве Давидовиче Ландау
(предисловие физика-теоретика, ФИАН-ИОФАН-МГУ)
Я не принадлежу к школе Л.Д. Ландау, хотя считаю его своим косвенным учителем, поскольку все советские физики-теоретики (и не только советские) учились и до сих пор учатся на единственном и непревзойденном полном курсе «Теоретической физики» Ландау-Лифшица [1] . Я вряд ли имею моральное право высказываться о Ландау. Но поскольку в книге Б.С. Горобца упоминается моя фамилия, я написал по его просьбе о своих встречах с Л.Д. Ландау и впечатлениях о нем.
1
Думаю, что этот курс так и останется единственным на многие годы, так как появление таких героев — не мгновенного порыва души, а тяжелого и кропотливого труда, с такой эрудицией и талантом, какими обладали Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшиц — да еще одновременно и вместе — есть чрезвычайно редкое событие. Надеюсь только, что с развитием теоретической физики отдельные разделы курса будут дополняться и исправляться. К сожалению, до сих пор этого не делалось должным образом: дополнения кое-какие появлялись, но исправления не допускались.
Прежде всего я хотел бы кратко высказаться о самой книге Б.С. Горобца. Книга в целом мне понравилась. В отличие от книг К. Ландау-Дробанцевой и М. Бессараб, она в большей части основана на документированных фактах и эмоций в ней немного. И даже в тех местах, где автор дает волю эмоциям, они представляются оправданными и совпадают с моими эмоциями и не только с моими. Другими словами, мне книга показалась достаточно объективной и, что весьма важно, доброжелательной по отношению к упомянутым героям. Это очень кропотливый, тонкий и нужный труд. Уверен, что книгу с интересом прочтут физики, и не только они, и дадут ей высокую оценку.
Первый раз я увидел Л.Д. Ландау 1-го сентября 1948 года на встрече студентов 1-го курса Физико-технического факультета (ФТФ) МГУ с преподавателями факультета. Запомнился его ответ на вопрос одного из студентов: «Получатся ли из нас физики по окончании факультета»? Он был очень интересным: «Здесь из Вас сделают настоящих физиков. Но после окончания этого факультета инженером, либо математиком Вы уже стать не сможете. Здесь так закрутят Ваши мозги». (Здесь и ниже изречения приводятся по памяти и могут быть не совсем точными.) Это было лишь мгновение. Более серьезно я уже увидел и услышал Л.Д. Ландау осенью 1949 года, когда он нам, студентам второго курса в 3-м семестре прочитал «Механику» (1-й том знаменитого курса «Теоретической физики) [2] . Уложился он в семь лекций — сжато, лаконично и очень понятно сказав все необходимое. Читал потрясающе, жестикулируя не только руками, но и губами. Это был монолог одного актера и, одновременно, гениального лектора. Сдал я экзамен по «Механике» досрочно и на отлично в декабре, и с тех пор на факультете Л.Д. Ландау (впрочем, как и П.Л. Капица) не появлялся.
2
Кстати, тогда соавтором 1-го тома был Л.М. Пятигорский, который письменно отказался от соавторства в последующих изданиях в пользу Е.М. Лифшица. Не уступил лишь математическое дополнение, по-видимому, из-за того, что он собирался написать многотомник «Математика для физиков». Об этом он сам говорил мне при встрече в пос. Менделеево (Московская обл.) в начале 1970-х гг.
Встретился я с Л.Д. Ландау примерно через год, весной 1952 года при сдаче экзамена его знаменитого теорминимума по «Математике-1». Это был очень тяжелый экзамен, который длился более 2 часов в его квартире в Институте физпроблем на втором этаже. Сдал успешно, поскольку он мне велел готовиться к экзамену по «Теории поля», а «Механику» зачел, приняв во внимание успешную сдачу экзамена ему на факультете [3] . Это был мой первый и последний экзамен, поскольку осенью 1951 года факультет ликвидировали, а меня перевели в Московский Механический Институт (ММИ, позже МИФИ, который я и окончил весной 1954 года). Для меня это был тяжелый удар; я обратился к Л.Д. Ландау за помощью — перевести меня на физфак МГУ Он ответил, что этого сделать он не может, и добавил: «Вы можете продолжать со мной контакты, будучи даже в мукомольном институте».
3
По словам В.И. Гольданского, «в высоких кругах Л.Д. Ландау меня похвалил». Тем не менее, на большее я оказался неспособен, тем более, что вскоре произошли события, меня отвлекшие от продолжения сдачи теоретического минимума.
Я не хотел учиться в ММИ и целый год протестовал, пока Е.Л. Фейнберг не явился мне добрым ангелом: он привел меня в ФИАН, с которым и связана моя судьба с осени 1952 года. Я стал дипломником В.П. Силина, моего учителя и наставника, физика с интеллектом, мало чем уступающим интеллекту самого Л.Д. Ландау (я так считаю).
Мои контакты с Л.Д.Ландау практически прекратились, хотя я продолжал постоянно посещать его семинары до 1956 года включительно, а позже — из-за работы над диссертацией — иногда.
Мне вспоминается Международная конференция физиков-теоретиков, состоявшаяся в 1956 году в Москве. На ней ведущую скрипку играл Л.Д. Ландау. Я наблюдал его дискуссии с П.Дираком и другими знаменитыми физиками. Л.Д. Ландау был выше всех, и это не только мое мнение.
А теперь я хочу рассказать о моих наблюдениях того, что порой происходило на семинарах Ландау. Здесь он был довольно категоричен и порой груб с докладчиками. Его всесторонне образованный ум мгновенно, с первых же слов схватывал мысль докладчика, и в более чем 50 % случаях он «скидывал» докладчика с трибуны со словами: «Бред сивой кобылы». Но порой, правда, в очень редких случаях, Ландау оказывался неправ — и все равно никакие «адвокаты» не могли помочь докладчику. Именно так произошло с А.И. Ахиезером осенью 1953 года, когда он попытался ввести пространственную дисперсию диэлектрической проницаемости среды. Он только успел сказать: «Если диэлектрическая проницаемость зависит от частоты поля, то почему она не может зависеть также и от волнового вектора?». Л.Д. Ландау сразу же прервал его со словами: «Чушь! Как может показатель преломления среды зависеть от показателя преломления?». Не помог и Е.М. Лифшиц, поддержавший Ахиезера. [4] Тогда казалось, это было случайным заблуждением Л.Д. Ландау: он отождествил диэлектрическую проницаемость с оптическим случаем, считая ее квадратом показателя преломления среды. Но оказалось, что было более серьезное недопонимание, ибо в томе «Электродинамика сплошных сред» (1957) оно усугубляется. Л.Д. и Е.М., по-видимому, в то время не понимали, что магнитная проницаемость (как и вообще магнитный момент среды) есть понятие, справедливое лишь в статическом пределе, т. е. в условиях сильной пространственной дисперсии. В § 60 авторы приводят рассуждения, что, по-видимому, в оптической области частот магнитная проницаемость стремится к единице (не определяется при этом, что понимается под оптической областью частот). Более того, в § 62, посвященном соотношениям Крамерса-Кронига, авторы приходят к выводу, что для термодинамически равновесных сред в статическом пределе диэлектрическая проницаемость всегда больше единицы, исключая тем самым сверхпроводники (?) Это тоже результат того, что в то время авторы не понимали роли пространственной дисперсии диэлектрической проницаемости. Рассуждения и формулы в этом параграфе, относящиеся к магнитной проницаемости, неверны.
4
Все это мне рассказал сам А.И. Ахиезер в 1959 г., когда я, занимаясь электродинамикой сред с пространственной дисперсией, спросил его, как он думает, почему в книге Ландау и Лифшица (1957) ничего не говорится о пространственной дисперсии диэлектрической проницаемости даже в параграфе, посвященном естественным активным средам. В.П. Силин вспоминает, что слова, подобные словам Ландау, тогда произносили многие, например, А.С. Давыдов, не принадлежавший к школе Ландау. Хотя статья М.Е. Герценштейна, который первым ввел зависимость тензора диэлектрической проницаемости от волнового вектора, была опубликована в ЖЭТФ в 1954 г. (Т. 27, С. 180), ее, Е.М. Лифшиц, очевидно, знал.
Говорят, «только боги не ошибаются». Но ведь Л.Д. Ландау вместе с Е.М. Лифшицем ошиблись. Значит, и боги ошибаются. Непонятно только, почему в посмертных изданиях курса «Электродинамики сплошных сред» добавлен раздел с пространственной дисперсией диэлектрической проницаемости, написаны правильные соотношения, а в параграфах без учета такой дисперсии, написанных еще в 1957 году, исправления не внесены?
Второе важное недопонимание Л.Д. Ландау относится к кинетическому описанию систем с кулоновским взаимодействием частиц. Л.Д. Ландау первый понял неприменимость для них Больцмановского параметра идеальности («газовости»), и в 1936-37 годах ввел правильный критерий «газовости» для кулоновских систем. Но вот кинетическое уравнение для электронного газа он записал, следуя Больцману, т. е. это — уравнение Лиувилля с правой частью в виде интеграла столкновений Ландау. Через год, в 1938 году А.А. Власов сформулировал свое знаменитое уравнение с самосогласованным полем. Тогда Л.Д. Ландау, как мне кажется, все понял — понял свою ошибку. Ведь он — автор теории фазовых переходов — был хорошо знаком с понятием самосогласованного поля. Это была большая досада, обида на самого себя, которую он не мог себе простить в течение многих лет. И она проявилась в известной статье 4-х авторов, опубликованной в ЖЭТФ в 1946 году, представляющей неприглядную страницу в жизни Л.Д. Ландау [5] . Именно Ландау, а не других 3-х авторов, которые недостаточно вникли в проблему и подписались, доверяя его авторитету. Как написал впоследствии В.Л. Гинзбург: «Я тогда был молодым физиком и счел за честь подписаться под статьей таких выдающихся физиков». Каждому было лестно стать соавтором Л.Д. Ландау. А им двигала глубокая обида на самого себя за упущенное; ведь синица была не в небе, а в руках у него, и он ее упустил. В книге Б.С. Горобца об этой истории написано довольно подробно, я здесь добавил лишь мое восприятие переживаний Л.Д. Ландау и кажущиеся мне мотивы его поступков [6] .
5
В.Л. Гинзбург, М.А. Леонтович, Л.Д. Ландау, В.А. Фок, «Об обобщенной теории плазмы и теории твердого тела». Насколько мне известно, И.Е. Тамм отказался быть соавтором этой статьи. Характерно, что она не включена в Список работ Л.Д. Ландау в сборнике «Воспоминания о Л.Д. Ландау» (1988).
6
В книге Б.С. Горобца поясняется (со слов Ю.М. Кагана), что уравнение Власова есть частный случай уравнения Ландау. Это неверно. Л.Д. Ландау написал уравнение Больцмана для газа с кулоновским взаимодействием. Электромагнитное поле в его уравнении это — внешнее поле, а не самосогласованное, и это хорошо видно из рассмотренных Ландау задач релаксаций малых возмущений. Только в 1946 году Н.Н. Боголюбов развил общий метод вывода кинетических уравнений для газов и показал, что в первом приближении по газовому параметру Ландау получается уравнение Власова с самосогласованным полем, а в следующем приближении — как малая поправка — появляется интеграл столкновений Ландау.
Наконец, третье недопонимание, которое присуще всем изданиям «Курса теоретической физики», как до, так и после смерти Л.Д. Ландау. Это вынужденное излучение, о котором нет речи ни в классической «Теории поля», ни в «Электродинамике сплошных сред». Этот термин встречается лишь в томах по «Релятивисткой квантовой теории», написанных уже без участия Л.Д. Ландау. По-видимому, как сам Л.Д. Ландау, так и его соавторы недостаточно глубоко вникли в проблему и считали, что вынужденное излучение — чисто квантовое явление, предсказанное Эйнштейном. Хотя в самой работе Эйнштейна четко написано, что он теорию известного классического явления обобщил на квантовый случай. Классические усилители-генераторы радиоизлучения известны были еще с самого начала прошлого века, и это хорошо знали, если не сам Л.Д. Ландау, то Е.М. Лифшиц и другие его соавторы. Более того, представляется, что Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшиц различали теорию неустойчивости и теорию вынужденного излучения. Иначе, как объяснить стабилизацию неустойчивости течения разрыва (с подачи С.И. Сыроватского) при скоростях больше скорости звука (см. «Гидродинамику» Ландау-Лифшица), когда неустойчивость от апериодической переходит в излучательную (вынужденное черенковское излучение при сверхзвуковом тангенциальном разрыве). Кстати, в задаче к соответствующему параграфу упомянутой книги показывается, что звук действительно излучается с поверхности разрыва.