列夫·朗道:主要发现、理论观点、生平故事、成长经历、成就贡献

朗道在物质凝聚态的研究方面进行过许多继往开来的基本工作,甚至有人说,从固体物理学到凝聚态物理学的过渡,可以认为是从朗道的工作开始的。他本人对超流性的工作特别满意,当有人间他“您一生中最得意的工作是什么”时,他回答:“当然是超流性理论,因为至今还没有人能够真正懂得它。”

在莫斯科,朗道还研究了电子簇射的级联理论和超导体的混合态等问题。这时基本粒子物理学和核相互作用理论开始在他的工作中占了更大的比重。他发展了关于燃烧和爆炸的理论(1944—1945),探索了质子——质子散射和高速粒子在媒质中的电离损失等问题。1946年,他提出了等离子体的振动理论。

在1947—1953年间,朗道考虑了电动力学中的各种问题,研究了氦Ⅱ的粘滞性理论,发展了关于超导性的新的维象理论和粒子在高速碰撞中的多重起源理论。前者在低温物理学中起了推动作用,后者对宇宙射线物理学相当重要。

1954年,朗道研究了与量子场论的原理有关的一些问题,论证了量子电动力学和量子场论中所用的微扰方法在有些事例中并不是自洽的。从1956年到1958年,朗道创立了所谓费米液体的普遍理论,力图概括氦Ⅲ和金属中的电子。1957年,当宇称守恒定律已经显得不能普遍适用时,朗道提出了现代物理学中一条新的重要定律来代替它,即CP守恒定律。1959年,朗道又在基本粒子理论的结构方面提出了一些新的看法。他在一篇论文中提出了一种方法,来确定粒子的所谓相互作用振幅的基本性质。

综上所述,朗道的学术工作领域是相当广阔的,而且成果丰硕。1958年,为了庆贺朗道的50寿辰,苏联原子能研究所曾经送给他一件很有意思的礼物。那是一块大理石平板,板上刻了朗道生平工作中的十项最重要的科学成果,人们借用了宗教上的名词,把这些成果称为“朗道十诫”。这十项成果是:

1.量子力学中的密度矩阵和统计物理学(1927);

2.自由电子抗磁性的理论(1930);

3.二级相变的研究(1936—1937);

4.铁磁性的磁畴理论和反铁磁性的理论解释(1935);

5.超导体的混合态理论(1934);

6.原子核的几率理论(1937);

7,氦Ⅱ超流性的量子理论(1940—1941);

8.基本粒子的电荷约束理论(1954);

9.费米液体的量子理论(1956);

10.弱相互作用的CP不变性(1957)。

很显然,一个人的一生能够在科学上作出如此之多的重要贡献,是足以令他人所敬仰的。然而,朗道的贡献并不仅限于此。例如,除了纯学术性工作以外,朗道还为苏联陆军的工程委员会研究过远离爆炸源处的冲激波之类的问题。人们相信,在苏联的核武器发展方面,朗道也起了很重要的作用。

唐代著名文学家和思想家韩愈在《进学解》中说:“贪多务得、细大不捐。”捐;舍弃。意思是做学问要尽量多地获取知识,并做到不论大小都兼收并蓄。这样才能灵活运用知识,有所创新,在学问上取得成就。这句话用来说明朗道在科学研究所采取的谋略是合适的。

的确,朗道就像有人曾评价的是“典型的浪漫派科学家”。对多种科学领域都有百科全书式的知识,特别对边缘科学表现出强烈的兴趣,使他观察事物敏锐,分析问题深刻、全面,富于创见。朗道认为,费米是一位不可多得的“全能物理学家”,在费米逝世以后,他感叹地说:“现在我就是最后一位全能物理学家了……”。应该承认,他的这种看法并非自夸自赞,而是有着不容怀疑的真实根据的。

朗道对自己和学生们要求很高。他要求自己的论文每篇都有基本的重要性,从来不理会那些无关宏旨的烦琐题目。他鄙视那些为了世俗的名利而“作学问”的庸人,把那种人叫做“科学的吞食者”,即“靠科学吃饭的人”。他也看不起那种华而不实的学术“论文”,说那只是“废话”和“空气中的振动”。他重视思想交流(包括国际交流),把那些夜郎自大、固步自封的人物叫做“病态物理学家”。

他热爱自己的工作,真正做到了锲而不舍。甚至在监狱中,当生命和荣誉都受到无比严重的威胁时,他还经常沉浸在学术思维中而达到废寝忘食的地步。在学术讨论中,他常常一针见血地指出别人的错误和缺点。他的思想的敏锐性和严密性甚至对某些人构成了“严重的威胁”。在这方面,人们常常把他和泡利相提并论,而且在态度的不留情面和语言的尖锐坦率方面,朗道甚至比泡利有过之而无不及。

朗道杰出的科学贡献得到了社会的广泛承认。1962年,他由于对液氦理论的研究而获得了诺贝尔物理学奖。朗道当时由于身体原因,不能前往国外领奖。结果诺贝尔奖基金会打破了惯例,在历史上第一次不是在瑞典首都由国王授奖,而是由瑞典大使在莫斯科授予了朗道这一物理学研究的最高荣誉。

朗道临终的一句话是:“我这辈子没有白活,总是事事成功。”

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