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朗道

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列夫·朗道1962年諾貝爾物理學獎得主
Лев Ланда́у
Lev Davidovich Landau
Landau.jpg
出生 (1908-01-22)1908年1月22日
俄羅斯帝國亞塞拜然共和國巴庫
逝世 1968年4月1日(1968-04-01)(60歲)
蘇聯莫斯科
居住地 蘇聯
公民权 蘇聯
母校 巴庫國立大學
列寧格勒國立大學
列寧格勒物理技術學院
知名于 超流體
超導體
奖项 史達林獎 (1946年)
Nobel prize medal.svg諾貝爾物理學獎 (1962年)
科学生涯
研究領域 理論物理
机构 乌克兰物理技术研究所英语Kharkiv_Institute_of_Physics_and_Technology
俄羅斯科學院物理問題研究所
莫斯科國立大學
博士生 阿列克謝·阿布里科索夫
以薩克·馬科維克·哈拉尼科夫
其他著名學生 叶夫根尼·利夫希茨

列夫·达维多维奇·朗道(俄语:Лев Дави́дович Ланда́у英语:Lev Davidovich Landau,1908年1月22日-1968年4月1日),前蘇聯知名物理學家凝聚态物理学的奠基人,苏联科学领军人之一,在理論物理裡多個領域都有重大貢獻。他由於「關於凝聚態物質的開創性理論,特別是液氦」獲得1962年的諾貝爾物理學獎[1]1962年,仍活跃于研究前沿的朗道发生严重车祸,智力和记忆力均受损,身体状况大不如前,6年后去世。

生平[编辑]

朗道一家人。

1908年1月22日,列夫·朗道出生于俄国里海边上的石油城巴库(今亞塞拜然共和国首都)。“列夫”(Лев)这个名字在俄语里是“雄狮”的意思。他的父亲是犹太人,為一名當地油田上的工程师,母親則是一名醫師。朗道小时候身体瘦弱,性格高傲倔强,而且表现出很高的數學天赋。13岁时,朗道中学毕业。父母认为他年龄还不够上大学,便让他入读巴库经济专科学校。1922年,他年满14岁,被巴庫國立大學录取,成为该校年龄最小的学生。他同時攻讀兩個科系:數學和物理學系和化學系。雖然後來不再繼續學習化學,但仍一直維持對這門學科的興趣。

1924年,朗道转至列寧格勒國立大學,在這兒他第一次認識到真正的理論物理,並且決定全心投入這方面的研究。1927年從该校畢業後,他進入列寧格勒物理技術學院,並在1929年(21歲)取得副博士學位。同年,在蘇聯政府和洛克菲勒基金會的資助下,朗道得以遊歷歐洲作研究。

哥廷根马克斯·玻恩)和莱比锡维尔纳·海森堡)短暂地停留之后,朗道来到哥本哈根玻尔研究所,跟从著名物理学家尼爾斯·玻爾等人研究量子力學。在那里,朗道参加了玻尔主持的理论物理讨论班,初步展露出才华。玻尔在物理方面的直觉令朗道佩服不已,后来朗道时常提到自己是玻尔的学生,虽然这次他只在玻尔研究所工作了四个月(他在1933年和1934年又来到哥本哈根)。之后,朗道还访问了劍橋蘇黎世沃尔夫冈·泡利)。在劍橋時,參訪了歐尼斯特·拉塞福主持的卡文迪许实验室,在那里结识了另一位苏联物理学家彼得·卡皮查

1931年,朗道回到蘇聯。1932年,担任哈爾科夫理工學院的理论部主任,同时开始编写他的系列物理学教科书。“朗道学派”(Landau school)在此期间开始萌芽[2]。1934年,他未经答辩便直接获得物理与数学科学全博士学位[2]。1937年,朗道前往莫斯科,在卡皮查的物理问题研究所担任理论部主任。

大清洗期間,朗道受到官方調查。1938年4月28日,朗道和他的两位友人因「煽动反革命罪」被捕,囚禁在內務人民委員部的監獄。為了把朗道保释出来,卡皮查私底下寫信給史達林擔保朗道的行事作為。在卡皮查等人的努力下,一年后朗道获释。不久后他建立了液氦超流性的理论。

朗道曾经参与苏联的核武器研制计划,在其中进行数值计算方面的工作,并因此2次获得史達林獎,还在1954年被授予「社会主义劳动英雄」称号。

车祸[编辑]

1962年1月7日,朗道出了一次严重的车祸,震动了整个物理学界。众多苏联物理学家聚集到朗道的病房,在医院的长廊点上烛光为他祈祷。玻尔亲自安排了一流的医生前往莫斯科。车祸严重损害了朗道的身体健康。在昏迷了大约两个月后,朗道醒来,但智力已经发生了严重的退化。这年年底,诺贝尔物理学奖授予朗道,表彰他在液態超流體理论方面作出的贡献。由于健康原因,奖项破例由瑞典驻苏联大使在莫斯科代为颁发。

1968年4月1日,朗道因於車禍後健康逐漸惡化去世,享年60歲。死後其遺體下葬在莫斯科新處女公墓[3]

學術研究[编辑]

朗道的数学功底非常扎实,喜欢用简单而深刻的物理模型说明问题,这种风格受到了玻尔的影响,也深深影响了后世的苏联物理学家。在固体物理学方面,朗道提出了著名的元激发,引入了声子的概念。1958年,为了庆祝朗道的50岁寿辰,苏联原子能研究所送给他两块青石板,上面仿照圣经中的摩西十诫,刻着朗道在物理学中作出的最重要的十项贡献,被称为“朗道十诫”:量子力学中的密度矩阵统计物理学(1927年);自由电子的抗磁性量子理论(1930年);二级相变的研究(1936~1937年);铁磁性磁畴理论和反铁磁性的理论解释(1935年);超导体的混合态理论(1934年);原子核的几率理论(1937年);氦Ⅱ超流性的量子理论(1940~1941年);基本粒子的电荷约束理论(1954年);费米液体的量子理论(1956年);弱相互作用CP不变性(1957年)。

教育工作[编辑]

他对学生的要求极其严格,他的学生要做大量的习题,毕业之前还要通过朗道难度极大的考试。他和利弗席茲编写的物理学教程深度和难度都很大,被奉为20世纪物理学的经典著作。朗道的学生在进行科研工作之前都要通读此书,并通过基于这些教材的考试(而且是最低要求),学生戏称其为「朗道势垒」。

朗道是苏联理论物理学界“朗道学派”的领袖[4][2],与他好友伊戈尔·塔姆带领的“塔姆学派”都是苏联理论物理研究的主力军。

个人生活[编辑]

性格[编辑]

朗道性格高傲,脾气暴躁,经常出言不逊,批评其同事和老一辈物理学家,辱骂学生,这使他一生树敌众多[5][需要更好来源]。据说自从和一位同事因政治方面的原因而决裂后,他就把对方说得一无是处,而且再也没把和对方合作过的作品收录于自己的选辑中[6]。有人曾在他的办公室门上写“当心!此君咬人!”(Beware! He bites!)[7]。其好友尤里·鲁莫尔英语Yuri Rumer说朗道在成名后,锋芒有所收敛[8]

有很多涉及朗道傲慢自大一面的传闻在其同事们和徒子徒孙中口口相传,其中不可避免地会有一定程度的扭曲、杜撰的情况存在。这些传闻有不少已经收录进入正式的文献资料,所以有一部分历史真相变得难以考证了。[9]

朗道的排名[编辑]

朗道作了一張物理學家名字的列表,上頭以數值 0 到 5 作了排名。排在最前面的是艾薩克·牛頓,数值为0,其后是愛因斯坦,為 0.5 。數值 1 則獻給了量子力學的奠基者(尼爾斯·玻爾維爾納·海森堡保羅·狄拉克埃爾溫·薛定谔)以及与他同时代的天才尤金·維格納等等。朗道谦虚地將自己排在 4 ,但之後改成了 2.5。[10][11]

逸闻[编辑]

朗道喜欢让自己的学生和关系亲近的人称呼他为“道”(俄语:дау英语:Dau)而非“朗道”。[7]

尤里·鲁莫尔英语Yuri Rumer记得朗道于1929年时,曾失望地对他说:“正如所有的漂亮妹子不是已经和人家拍拖就是已经被人家娶走,所有的好问题也都被解决了... 我都怀疑自己还能不能在剩下的东西里面发现任何有价值的课题。”然而就在第2年,朗道还是撞到了1个机会。[12]

传说有一次尼尔斯·玻尔电报问他如何评价保罗·狄拉克提出的正电子(也有说法是说“粒子空穴”[6])这个新点子,他毫不客气地只回复了1个词——“垃圾”(德語:Quatsch)[13]。不过由于当时的物理学观点争论很频繁,他这种说话口气还算不上得罪人[13]。不过正电子不久后真的被赵忠尧卡尔·安德森发现了。

评价[编辑]

朗道的一大失误是在“θ-τ之谜”研究热潮期间,轻率地丢弃了由本国人沙皮罗(I. S. Shapiro)写的尝试说明宇称不守恒的重要论文,导致同样提出此理论的杨振宁李政道吴健雄抢到了诺贝尔奖。[6]

紀念[编辑]

1965年,朗道之前的學生與同事成立了朗道理論物理研究所,地點位於靠近莫斯科的切爾諾戈洛夫卡。之後的30年由伊萨克·M·哈拉尼科夫英语Isaak Markovich Khalatnikov主持研究所。

蘇聯天文學家柳德米拉·雀尼克在1972年發現的小行星2142以朗道命名[14]。月球上的朗道环形山也是以之命名。

著作[编辑]

《理论物理学教程》[编辑]

  • Л. Д. Ландау; Е. М. Лифшиц. Механика [力学]. Курс теоретической физики 1 5. Москва: ФИЗМАТЛИТ俄语ФИЗМАТЛИТ. 2012. ISBN 978-5-9221-0819-5 (俄语). 
  • Л. Д. Ландау; Е. М. Лифшиц. Теория поля [场论]. Курс теоретической физики 2 8. Москва: Физматлит. 2012. ISBN 5-9221-0056-4 (俄语). 
  • Л. Д. Ландау; Е. М. Лифшиц. Квантовая механика (нерелятивистская теория) [量子力学 (非相对性理论)]. Курс теоретической физики 3 6. Москва: Физматлит. 2008. ISBN 978-5-9221-0530-9 (俄语). 
  • В. Б. Берестецкий; Е. М. Лифшиц; Л. П. Питаевский. Квантовая электродинамика [量子电动力学]. Курс теоретической физики 4 4. Москва: Физматлит. 2002. ISBN 5-9221-0058-0 (俄语). 
  • Л. Д. Ландау; Е. М. Лифшиц. Статистическая физика. Часть 1 [统计物理学 (第1部分)]. Курс теоретической физики 5 5. Москва: Физматлит. 2010. ISBN 5-9221-0054-8 (俄语). 
  • Л. Д. Ландау; Е. М. Лифшиц. Гидродинамика [流体动力学]. Курс теоретической физики 6 6. Москва: Физматлит. 2015. ISBN 978-5-9221-1625-1 (俄语). 
  • Л. Д. Ландау; Е. М. Лифшиц. Теория упругости [弹性理论]. Курс теоретической физики 7 5. Москва: Физматлит. 2007. ISBN 5-9221-0122-6 (俄语). 
  • Л. Д. Ландау; Е. М. Лифшиц. Электродинамика сплошных сред [连续媒介质电动力学]. Курс теоретической физики 8. Москва: Физматлит. 2005 (俄语). 
  • Е. М. Лифшиц; Л. П. Питаевский. Статистическая физика. Часть 2 [统计物理学 (第2部分)]. Курс теоретической физики 9. Москва: Физматлит. 2004 (俄语). 
  • Е. М. Лифшиц; Л. П. Питаевский. Физическая кинетика [物理动力学]. Курс теоретической физики 10 2. Москва: Физматлит. 2007. ISBN 978-5-9221-0125-7 (俄语). 

其它教材[编辑]

大众读物[编辑]

朗道也参与创作了不少科学普及读物。这些书籍或是小册子属于扫盲级别的读物,配有不少卡通插图,适合没接触过物理或缺乏物理基础教育的读者[15](如了解三角函数的中学生):

注:《大众物理学》(俄语:«Физика для всех»英语:Physics for Everyone)一共有4卷,但有朗道作为作者署名的仅有前2卷,而第3卷《电子》(俄语:«Электроны»英语:Electrons)和第4卷《光子和原子核》(俄语:«Фотоны и ядра»英语:Photons and Nuclei)仅是由亚历山大·基泰戈罗特斯基1人所著。

传记[编辑]

  • Майя Бессараб. Лев Ландау: Роман-биография [列夫·朗道:爱情传记]. 2011 (俄语). (有13小时时长的俄语有声读物版发行)(注:书名中的“Роман”在俄语里有“浪漫爱情”或“小说”之意)
  • Alexander Dorozynski. The Man They Wouldn't Let Die [他们不能让此人死去] 1. Secker & Warburg. 1965 (英语). [查证请求]
  • A. Livanova. Landau [朗道]. ISBN 9781483285542 (英语). 

参閱[编辑]

参考资料[编辑]

文内引用[编辑]

  1. ^ The Nobel Prize in Physics 1962 [1962年诺贝尔物理学奖]. 諾貝爾基金會. [2011年8月8日] (英语). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 A. T. Grigorian. 第23章“列夫·达维多维奇·朗道”. 近代物理学家传记. 刘向新 (翻译). 科学普及出版社. 1985: 321–324 (中文(中国大陆)‎). 
    英文原文:A. T. Grigorian. Landau, Lev Davidovich. encyclopedia.com. [2018年5月25日]. 
  3. ^ Новодевичье кладбище .. Лев Давидович Ландау. Академик [新处女公墓——学者列夫·达维多维奇·朗道]. 新處女公墓官方网站. [2018年5月3日] (俄语). 
  4. ^ Pierre Hohenberg. From the Atomic Bomb to the Landau Institute -- Autobiography. Top Non-Secret [从原子弹到朗道研究所——自传与最高非机密] (pdf). 今日物理英语Physics Today. 2013, (66) [2018年5月25日]. doi:10.1063/PT.3.2182 (英语). 
  5. ^ 諾貝爾物理學獎明星故事. : 190. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 刘晓宇; 蒋惠玲. 第16章“朗道的成功与失误”. 意外的发现——物理学家的故事. 20世纪发明创造故事丛书. 陈芳烈 (主编), 乐嘉龙 (副主编), 郭仁松 (副主编) 1. 中国济南市经十路127号 (泰山出版社), 中国北京东直门外新中街11号 (中华工商联合出版社): 泰山出版社, 中华工商联合出版社. 1997: 84–90 (中文(中国大陆)‎). 
  7. ^ 7.0 7.1 Gennady Gorelik. The Top-Secret Life of Lev Landau -- KGB archives reveal that the Soviet genius co-authored an anti-Stalin manifesto [朗道的机密生活] (PDF) (277). Scientific American, Nature: 72–77. 1997. doi:10.1038/scientificamerican0897-72 (英语). 
  8. ^ Ryutova-Kemoklidze 1995,第121页 (位于第8章“物理学者们忙于工作且认为这样再正常不过了”(Physicists Went About Their Work and Regarded It As Perfectly Normal)),摘录如下:“It is said of Landau's character in his youthful years that he was cocky and outspoken in his judgements to the point of deliberate eccentricity. These traits reminded me of the young Mayakovsky when he... I think that such exaltation of the ego is characteristic of geniuses who are still seeking a position which is worthy of their talents. When Mayakovsky won general recognition he softened, became more approachable and kinder. Landau followed the same pattern. When universal recognition came to him - both at home and abroad - he stopped being arrogant.”
  9. ^ Ryutova-Kemoklidze 1995,第121页 (位于第8章“物理学者们忙于工作且认为这样再正常不过了”(Physicists Went About Their Work and Regarded It As Perfectly Normal)),摘录如下:“There are many stories about Landau's arrogance. His friends, pupils and pupils' pupils hand on these legends from mouth to mouth and in them there clearly appears an inevitable element of fabrication. We shall not "enrich" the distortions which, unfortunately, already exist in the literature about Landau. There are, however, also well-documented facts.”
  10. ^ 托尼·黑英语Tony Hey. Einstein's Mirror [爱因斯坦之镜]. Cambridge University Press. 1997: 1. ISBN 0-521-43532-3 (英语). 
  11. ^ Asoke Mitra; Susan Ramlo; Amin Dharamsi; Asoke Mitra; Richard Dolan; Lee Smolin. New Einsteins Need Positive Environment, Independent Spirit [新一代爱因斯坦需要积极环境和独立精神]. Physics Today英语Physics Today. 2006, 59 (11): 10. Bibcode:2006PhT....59k..10H. doi:10.1063/1.2435630 (英语). 
  12. ^ Ryutova-Kemoklidze 1995,第120页 (位于第8章“物理学者们忙于工作且认为这样再正常不过了”(Physicists Went About Their Work and Regarded It As Perfectly Normal)),摘录如下:“Pavel Sigismundovich Ehrenfest introduced me to Landau at a conference on theoretical physics in Berlin at the very end of 1929. Landau said to me regretfully: 'Just as all the pretty girls are all spoken for and married, so are all the best problems already solved ... I doubt if I shall find anything worthwhile among those that remain.' But he did find something. In January 1930, while staying with Pauli in Zurich, he discovered what he called the last of the great problems - the analysis in quantum terms of the movement of electrons in a constant magnetic field. He solved this problem in the spring of that year while in Cambridge with Rutherford. So it was that Landau's diamagnetism and Pauli's paramagnetism came upon the scene at the same moment in the history of physics ...”
  13. ^ 13.0 13.1 Ryutova-Kemoklidze 1995,第121页 (位于第8章“物理学者们忙于工作且认为这样再正常不过了”(Physicists Went About Their Work and Regarded It As Perfectly Normal)),摘录如下:“A typical example is Landau's telegram to Niels Bohr. In 1931, when Landau was in England, Dirac gave an account at a seminar of the work which had led to his famous equation. He tried to make sense of it in terms of "the positively charged electron" (the future positron!). Bohr held Landau's work in high estimation and sent him Dirac's paper, asking him his opinion. He soon received a telegram from Landau in which he gave his assessment of Dirac's ideas. The telegram was short and unambiguous: "Quatsch" - i. e., rubbish. This is yet another proof of the difficulty with which even brilliant minds bring themselves to accept new ideas. But no one in that age of heated argument took offence at such attacks.”
  14. ^ Lutz D. Schmadel. Dictionary of Minor Planet Names [小行星名称词典] 5. Springer Verlag. 2003: 174. ISBN 3540002383 (英语). 
  15. ^ 大众物理学_物理体 1980,第6页 (位于“致俄语第4版前言”)。

补充来源[编辑]

  • 郝柏林. 刘寄星 (协助资料搜集), 周海军, 施郁. 朗道百年 (pdf). 物理. 2008, 37 (9): 666–671 (中文(中国大陆)‎). 
  • Margarita Ryutova-Kemoklidze (Маргарита Рютова-Кемоклидзе). Quantum Generation: Highlights and Tragedies of the Golden Age of Physics [量子世代:物理学黄金时代的光耀与悲剧]. John Hine (英译者) 1 (电子版). 柏林 & 海德堡 & 纽约: Springer-Verlag. 1995. ISBN 978-3-642-49357-7. doi:10.1007/978-3-642-49357-7 (英语). 
  • 伊萨克·M·哈拉尼科夫英语Isaak Markovich Khalatnikov. Landau: The Physicist and the Man -- Recollections of L. D. Landau [朗道:物理学家兼普通人——关于朗道的回忆集]. J. B. Sykes (英译者) 1 (电子版). Pergamon Press. 1989. ISBN 9781483286884 (英语). 
  • 管惟炎; 何淑铃 (整理). 第4讲“大学时期”. 管惟炎口述历史回忆录. 李雅明 (主编) 1ed. 台湾国立清华大学出版社. 2004. ISBN 957-29880-3-4 (中文(台灣)‎). 

外部链接[编辑]