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《硅火燎原》-22-朗道的故事(2)

已有 18730 次阅读 2013-9-18 08:53 |个人分类:系列科普|系统分类:科普集锦|关键词:学者| 相变, 凝聚态, 朗道, 朗道势垒

22.个性奇特的朗道(2)

d)建势垒精挑细选,扔论文武断自负。

 

波尔访问苏联的时候,由栗弗席兹担任翻译。其中有一句波尔的原话是:“我敢于当着年轻人的面承认自己愚蠢”,栗弗席兹立即不假思索地翻译成:“我敢于当着年轻人的面承认他们愚蠢”,当场引起哄堂大笑。在这儿,‘自己愚蠢’被栗弗席兹错译成了‘他们愚蠢’。栗弗席兹赶忙道歉,在场的卡皮查笑说了一句精辟之语:“这一字之差,正是两所学校之差!”,意即栗弗席兹的错译刚好反映了波尔和朗道对学生迥然不同的态度。

朗道在讲台的黑板旁边挂了一幅油画,画的是牧羊人对着吃草的羊群吹笛。据朗道自己解释:他是牧人,学生是羊。言外之意则是说,他讲课就是“对羊吹笛”。用中文成语来诠释,就是:“对牛弹琴”。

对研究生的要求更为苛刻,必须通过一系列严格的考试,包括2门数学和8门物理,学生们称之为‘朗道势垒’。即使通过了所有考试,也未必见得就能当上朗道的弟子。比如有一个通过了‘势垒’的中国学生,就被朗道判定为‘无创造力,适合教书’而关在门外。

不久前,笔者在美国见到郝柏林先生,又听他亲口讲述了一遍当初参加‘朗道势垒’考试的经过:势垒尚未完全攻破,朗道就出了严重的车祸。后来郝柏林虽然通过了所有的考试,但朗道却无法指导学生了。因而,他没有被列入朗道那个小本子上43位学生的名单中。对此事,郝先生至今仍然深感遗憾。不过他说,那攻克势垒的过程中学到的理论物理知识,掌握的数学技巧,使自己终生受益1】

事实也的确如此,经过朗道精挑细选出来的学生,大多都成为物理界的佼佼者。这种严格筛选学生的方法,更是影响了苏联理论物理界一代学风。其中诺贝尔物理奖得主不乏其人。

严厉的考核也许还能造就人才,而武断专制的学阀作风就不可取了。朗道的天才和成就蒙蔽了他的眼睛。他曾经枪毙掉一篇及其重要的论文。那是在1956年,苏联物理学家沙皮罗(I.S.Shapiro)在对介子衰变的研究中,发现了弱相互作用的宇称不守恒2】。他将论文交给朗道审阅,但朗道只相信自己的直觉,认为沙皮罗的想法是错误的,看也不看便将它扔在一边。当时苏联的物理学界,没有被朗道审查过关的论文是难以发表的。直到几个月之后,李政道和扬振宁提出了弱相互作用下宇称不守恒的理论,并在第二年即获得诺贝尔物理学奖,朗道才如梦初醒,意识到自己丢掉的是一篇诺奖级别的文章。

不仅仅是对学生,朗道对同行们,甚至有名望的物理学家,有时也会口出不逊。一个小例子足以说明朗道年轻时的狂妄自大:1931年,波尔致信朗道问其对狄拉克的“电子正电子-狄拉克海”著名假说的看法,不久收到23岁的朗道发来的一封电报,回答只有一个德文字:“Quatsch!”,意思是“垃圾”。

e)传美名朗道十诫,凝聚态大显身手

 无论如何,朗道在物理学上的贡献是巨大而多方面的。1958年,苏联原子能研究所为了庆贺朗道的50寿辰,曾经送给他两块大理石板,板上刻了朗道平生工作中的10项最重要的科学成果,借用摩西十诫之名,把他在物理学上的贡献总结为“朗道十诫”("Ten Commandments ofLandau")。

 

10项成果是:

量子力学中的密度矩阵和统计物理学(1927年);  

自由电子抗磁性的理论(1930年);  

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);  

弱相互作用的CP不变性(1957年)。  

 

朗道‘十诫’中六项都和凝聚态物理有关,这也是为什么朗道被人誉为凝聚态物理奠基人之一的原因。

其中,朗道对相变的研究及物相的分类,与本系列文章叙述的内容有关系,因此在下节中将对此作一简单介绍。

e)出车祸震惊学界,摘桂冠声名长留。

 

1962年1月7日早晨,莫斯科郊区一片冰天雪地。朗道乘车去杜布纳,驾车人是朗道的朋友,另一位理论物理学家。半途中,汽车在公路上突然打滑,撞向迎面而来的一辆载重货车,别人都安然无恙,或微受小伤,连车内的鸡蛋都没有被震破。唯有朗道却多处受伤:断了11根骨头,最致命的是头骨骨折,以至于当朗道被送到医院时,已经濒临死亡。

这场车祸震动了整个物理学界,苏联最好的医生竭尽全力拯救朗道的生命,物理学家们聚集到朗道医院的长廊上为他祈祷,玻尔也亲自安排了一流的医生前往莫斯科会诊。在多方努力下,朗道于车祸发生的两个月之后从昏迷中醒来,三个月之后说出第一个单词:“谢谢”,五个月之后想起他有一个儿子……


然而,朗道最终也没有能恢复到作为物理学家的那个朗道。作为一个普通人,他的健康逐日好转,但他的短期记忆被严重损害,过去那个思维敏捷、言辞犀利、刻薄严谨、说一不二的学者不复存在,甚至再也无法与人讨论任何科学问题了。

突如其来的车祸带给朗道的严重后果也震惊了诺贝尔奖委员会,使他们产生一种紧逼感,立即决定将这年的诺贝尔物理学奖授予朗道,表彰他在20年前对液态氦超流体理论作出的贡献。那是朗道在当年那场牢狱之灾前后,在卡皮查发现的液态氦超流体实验的基础上所建立的理论。朗道得了诺贝尔奖的16年之后,卡皮查在84岁高龄时,也为此被授予了1978年的诺贝尔物理奖。

因为朗道健康的原因,1962年年底,破例由瑞典驻苏联大使,在莫斯科的医院里将诺贝尔物理奖颁发给了朗道。

六年后,1968年3月24日,朗道旧伤复发,经抢救无效而终于告别人世。苏联一代理论物理大师对自己的一生颇为满意,临终时说:“我这辈子没白活,做的每件事情都是成功的!”

参考资料:

1】郝柏林:朗道百年http://power.itp.ac.cn/~hao/ld100_phys.pdf

2】Lev D. Landau: His Life And Work. F. Janouch(CERN). Mar 1979 - 21 pages. CERN-79-03, CERN-YELLOW-79-03.

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