科学家朗道擅长的领域是什么?

科学家朗道擅长的领域是什么?
科学家朗道擅长的领域是什么?

科学家朗道擅长的领域是什么?
一．今年诺贝尔物理学奖的朗道身影
　　
　　　　2003年的诺贝尔物理学奖,发给了莫斯科列别杰夫物理研究所的京茨堡（VitalyL.Ginzburg）、他的俄罗斯同胞阿布里科索夫（Alexei A.Abrikosov）以及英国人莱格特（Anthony J.Leggett）.
　　
　　　　这,又一次让我想到了前苏联伟大的理论物理学家朗道(Л.Д.Лaндay,L.D .Landau 1908—1968 ) 以及他和栗弗席兹（Evgeny MikhaiforichLifscitz）合著的《理论物理学教程》,这套著名教科书至今被奉为学习《理论物理学》的圣经.因为按照朗道原来的计划,这套教科书应为九卷,所以我自己常常在心中叨念着的,是“朗道九卷”.
　　
　　　　为什么会从这三位获奖者想到朗道呢?
　　
　　　　1950年,当时只有34岁的京茨堡和朗道一同提出了一个描述超导体特性的理论 —— 京茨堡—朗道理论.这个理论可以准确地预测诸如超导体能负荷的最大电流等特性.
　　
　　　　1957年,朗道的学生,阿布里科索夫却用这个理论得到了一个堪称超导理论和材料史上的经典结果,这个结果就是一个金茨伯格-朗道 理论的解析解.阿布里科索夫的研究表明,还存在第二类超导体,这种超导体允许磁场穿过.如果没有阿布里科索夫的发现,或许今年的诺贝尔医学或生理学奖就不会授予劳特布尔和曼斯菲尔德：今天几乎所有产生强大磁场的超导磁铁都是由第二类超导体制造的.而没有强大的磁场,就没有磁共振成像技术.
　　
　　　　如果一定要找到一个连接莱格特和其他两位获奖者的人,那么这个人仍然是朗道.1962年,朗道因为对液氦超流动性的研究而获得诺贝尔物理学奖.超流动性在常人看来是非常奇异的现象：如果你把液氦注入一个敞口的容器,那么液氦会“自动地”溢出容器.
　　　　
　　　　当时,人们发现能产生超流动现象的是氦4（氦的一种同位素）,而氦3不会产生这种现象.后来发现事实并非如此.当时还在英格兰苏塞克斯大学的莱格特对这一奇特的现象作出了精彩的解释.“（莱格特）只用了不到三个星期的时间就给出了解释,”当年发现氦3超流动性的奥谢罗夫在《纽约时报》上回忆说,“这确实是很关键的一步.”
　　
　　　　岁月流逝,如今京茨堡已届87岁高龄,阿布里科索夫75岁,而莱格特也有65岁了.1980年代末,阿布里科索夫移民到美国,在阿贡国家实验室继续他的科学生涯,京茨堡一直在莫斯科,莱格特则来到了伊利诺伊大学,至今还活跃在超流动研究领域.或许可以认为,今年的诺贝尔物理学奖也含有一点对历史“补偿”的意味.即便没得到补偿,他们也比因车祸而于60年代逝世的朗道幸运得多.
　　
　　　　二．朗道十戒
　　
　　　　朗道是典型的浪漫科学家,其特点是对多种多样的科学领域都有百科全书式的知识,特别是对边缘科学表现出强烈的兴趣,思维和概念纷至沓来,但通常不深究其细节.特别是,其创见和逻辑思维的过程富有直觉性,常常由奇妙的联想引申而来,思维相当发散、自由.除了科学工作之外,在生活的许多方面,朗道也喜欢标新立异,以其独特的风格别树一帜.
　　
　　　　1958年,为了庆贺朗道50寿辰,苏联原子能研究所送给他一块大理石平板,平板上刻着朗道一生工作中的10项最重要的科学成果.人们借用宗教上的名次,把这些成果称为“朗道十诫”.这10项成果是：
　　　　量子力学中的密度矩阵和统计物理学(1927)；
　　　　自由电子抗磁性的理论(1930)；
　　　　二级相变的研究(1936～1937)；
　　　　铁磁性的磁畴理论和反铁磁性的理论解释(1935)；
　　　　超导体的混合态理论(1934)；
　　　　原子核的几率理论(1937)；
　　　　氦Ⅱ超流性的量子理论(1940～1941)；
　　　　基本粒子的电荷约束理论(1954)；
　　　　费米液体的量子理论(1956)；
　　　　弱相互作用的CP不变性(1957).
　　
　　　　朗道的生活经历也展现出他多姿多彩的一面.30年代初在列宁格勒物理研究所工作时,因撰文指出前苏联物理学界权威人物阿布拉木·约飞关于用极薄的分子层做电气绝缘体的文章存在理论上的原则性错误,还在一次学术报告后对约飞有意挟嫌贬损和挑剔他的学术发言表示不服,并以“理论物理学是一门复杂的科学,不是任何人都能理解的”这种极富刺激性的语言反唇相讥,因此深深地伤害了约飞的感情而不得不离开列宁格勒.
　　
　　　　1932年,朗道来到哈尔科夫,担任了理论物理研究部门的领导,稍后又兼任了新建的哈尔科夫技术物理学院理论系主任,但为时不久又因工作问题触犯了院长的尊严而被学院违规免职.1937年初,朗道来到专为大物理学家、科学院院士卡皮察建立的莫斯科物理问题研究所工作.
　　　　1938年春天,朗道因有德国间谍嫌疑而被逮捕.一年之后,物理学家卡皮察以人格作担保,并且以辞职相要挟,朗道才于1940年获释.其实,介入营救朗道活动的远不止卡皮察一个人,玻尔曾为此给斯大林写过言辞至为恳切的求情信,要求斯大林运用自己的权力和个人影响,赦免朗道.朗道被释放的确是幸运之事,在那些年月里,许多其他的人就没有这种幸运,包括朗道的许多同事,有的失踪了,有的不得不在集中营里渡过许多不堪忍受的时光.
　　
　　　　1962年,朗道因“研究凝聚态物质的理论,特别是液氦的研究”而获得诺贝尔物理学奖.
　　　　据说.朗道是犹太人.
　　　
　　　　三．“朗道九卷”
　　
　　　　曾经有一段时间,朗道是我心目中的偶像.主要是迷上了他的《理论物理学教程》.按照朗道原来的计划,这套教科书应为九卷：
　　
　　　　1. 力学
　　　　2. 场论
　　　　3. 量子力学
　　　　4. 相对论性量子理论（量子电动力学）
　　　　5. 统计物理学
　　　　6. 流体力学
　　　　7. 弹性理论
　　　　8. 连续媒质电动力学
　　　　9. 物理动力学
　　
　　　　不幸,朗道本人因为车祸,第四和第九两卷不及完成.他的合作者栗弗席兹教授按照当年他的原意和大纲,和其他人一起完成了这套巨著,据说还增加了第十卷：
　　　　10. 统计物理学（2）
　　
　　　　说实在的,当年我也曾经有过要将它全部通读的雄心壮志.不过,惭愧得很,大部分连略懂皮毛都谈不上,这套书不是给初学者用的,大多数章节对问题的讨论都是从最基本的原理出发,我最欣赏它的技巧和思路.读它的时候会有享受的感觉.会觉得,这才是物理的美丽.而在这套教科书中,朗道赞誉相对论是“最优美的物理理论”.不管怎样,这大概是专业教材的一个顶峰了.
　　
　　　　虽然我没有读懂,可是,这套书对我,对我的科学思维和人生道路,确实有过深刻的影响.当年,崇拜自己的偶像之余,竟然孩子气地希冀,有朝一日,自己也能弄个什么“九卷”的.后来,我关于英语词汇记忆的拙作陆续出版,我还是念念不忘,仍然孩子气地希冀将来能够凑到“九卷”.当然,和大师的巨著,是绝对不敢相提并论的 —— 不必自己照镜子也明白 —— 我配?!可是,对于大师,对于人类的智慧,我还是那么孩子气地顶礼膜拜,自己解嘲曰：发烧.