Реферат: Світ фізики, №1, 2008

Світ фізики, № 1, 2008 Великий вчений академік Л.Д. Ландау: життя і діяльність


Акад. НАН України В.М. Локтєв

”Л.Д, Ландау був унікальним фізиком

і унікальним вчителем фізиків. Тому ставлення

до нього нерозривно пов’язане з ставленням до

самої фізики, такої дорогої та близької бага-

тьом з нас”

/Лауреат Нобелівської премії В.Л. Гінзбург/


22 січня 2008 року виповнилося 100 років від дня народження видатного радянського фізика-теоретика і творця однієї з найвідоміших наукових шкіл, лауреата Нобелівської премій Лева Давидовича Ландау. Досягнення Л.Д. Ландау увійшли до золотого фонду фізичної науки і багато з них були отримані ним під час роботи в Українському фізико-технічному інституті, що знаходився в тодішній столиці Радянської України м. Харкові, де він провів біля п’яти (1932-1937 рр.) років, де почав створювати свою всесвітньо відому теоретичну школу і де написав перші томи курсу “Теоретична фізика”, які стали справжнім рукотворним пам’ятником їх авторам Л.Д. Ландау і Є.М. Ліфшицю. Українські фізики, а також освітяни свідомі того, що Л.Д. Ландау, або просто Дау, як до нього впродовж життя звертались практично всі колеги та учні, зробив величезний внесок в становлення, розвиток і, можна стверджувати, майбутній (а по суті – теперішній) все ще достатньо високий вітчизняної теоретичної фізики.


Почну з 1958 р., коли в Інституті фізичних проблем – знаменитому “Капічнику” – святкувалося 50-річчя Л.Д. Ландау і де зібрався увесь цвіт радянської теоретичної фізики. Серед численних подарунків ювілярові були дві мармурові плитки, так звані “Скрижалі” (див. фото 1), на яких були вигравірувані 10 найважливіших формул, або “заповідей”, отриманих Л.Д. Ландау впродовж його творчого життя. Безумовно, навіть одного з таких результатів було б достатньо, щоб віднести його автора до славної когорти корифеїв фізики, що збагатили її дійсно видатними досягненнями. Але тут мова йшла про 10 подібних результатів і, по великому рахунку, це були далеко не всі вони, що належали академікові Л.Д. Ландау. С того часу пройшло теж 50 років, фронт фізики просунувся далеко вперед, але внесок в неї Л.Д. Ландау аніскільки не втратив свого значення. Коротко пройдемося по результатах, перелічених на Скрижалях.

^ “10 заповідей Ландау”

1. У 1928 р. Л.Д. Ландау ввів поняття про матрицю густини, яка визначила єдиний правильний підхід до опису квантово-механічних систем, що взаємодіють з термостатом.


2. Л.Д. Ландау вперше довів, що у квантовій механіці характер руху електрона у зовнішньому магнітному полі принципово відрізняється від класичного руху. Як результат вільний електронний газ має магнітну, а точніше – діамагнітну, сприйнятливість, яка періодично залежить від величини магнітного поля, що пізніше було підтверджено експериментально. Рівні електрона в ньому називаються рівнями Ландау.

3. Л.Д. Ландау побудував термодинамічну теорію фазових переходів ІІ-го роду, при яких змінюється не стан, що залишається неперервним, а – стрибкоподібно – деяка симетрія системи, і ввів поняття про параметр порядку таких переходів. Цей підхід потім ліг в основу теорії Гінзбурга-Ландау – першої послідовної теорії надпровідності.


4. Л.Д. Ландау (разом з Є.М. Ліфшицем) побудував термодинамічну теорію доменів, хоча про їх існування у феромагнетиках було відомо дуже давно. Вдалося знайти закономірності і особливості їх виникнення та розмір, поведінку магнітного моменту на міждоменних границях, віднайти рівняння (рівняння Ландау-Ліфшиця) руху магнітного моменту в магнетиках і передбачено явище магнітного резонансу.


5. Подібна – доменна – структура виникає і в надпровідниках І-го роду (так званий їх проміжний стан). Л.Д. Ландау розвинув його теорію, розрахував структуру (товщину, розмір і форму шарів надпровідної та нормальної фаз, що межують між собою).


6. Л.Д. Ландау належить статистична теорія атомних ядер, що значно просунула фізику ядра, особливо на перших її етапах. Він, зокрема, зумів кількісно втілити ідеї Н. Бора у фізиці ядра, яке в цій теорії розглядалося як краплина рідини.


7. ^ Теорія надплинності 4Не, або дворідинна гідродинаміка, – одне з найблискавічніших досягнень Л.Д. Ландау. Вона не тільки пояснила загадкове явище, що було відкрите в Радянському Союзі академіком П.Л. Капицею, але й стала основою цілого напряму у фізиці – теорії квантових рідин. Л.Д. Ландау з’ясував структуру енергетичного спектру (“спектр Ландау”) бозе-рідини та встановив кількісний критерій (“критерій Ландау”) її надплинності.


8. Л.Д. Ландау (разом з своїми учнями О.О. Абрикосовим та І.М. Халатніковим) зробив значний внесок у квантову електродинаміку, отримавши скінчені, що важливо, вирази для фізичної маси та фізичного заряду електрона, що взаємодіє з електромагнітним вакуумом.


9. Л.Д. Ландау побудував теорію Фермі-рідини – квантової системи із взаємодією між частинками, елементарні збудження якої – квазічастинки – мають напівцілий спін. Він розрахував термодинамічні та кінетичні властивості таких рідин, передбачив існування в них особливого колективного коливного руху – нульового звуку.


10. Л.Д. Ландау належить принцип збереження комбінованої парності, за яким усі фізичні системи є еквівалентними тільки тоді, якщо при переході від правої системи координат до лівої одночасно перейти від частинок до античастинок. Тим самим була врятована симетрія простору-часу, а асиметрія переносилась на елементарні частинки.


Думаю, і цього неповного списку досить, щоб зрозуміти велетенську постать Л.Д. Ландау як фізика-теоретика. І взагалі, для фахівців нема необхідності доводити значення внеску Л.Д. Ландау в науку. Зроблене ним відіграє неминущу роль і залишиться у фізиці назавжди. Проте нові покоління, що цікавляться фізикою, можливо, не знають всього, що супроводжувало появу цих результатів, а знати це і цікаво, і повчально, і – головне – необхідно.
Початок


Лев Давидович Ландау народився 22 січня 1908 р. у м. Баку в сім’ї інженера-нафтовика. Мати Л.Д. Ландау працювала лікарем і одночасно займалася науковою роботою в галузі фізіології. Він був другою дитиною у сім’ї, його старша сестра Софія (фото 2) згодом стала хіміком. Почавши навчатися у гімназії, Л.Д. Ландау скоро виявив неабиякі здібності, закінчивши її повний курс вже у 13 років. У такому ранньому віці він не міг стати студентом вищого навчального закладу, тому батьки направили його до технікуму, де він рік навчався економіці.

Математичне обдарування Л.Д. Ландау виявилося дуже рано – він, за його словами, навіть не пам’ятав час, коли навчився диференціювати та інтегрувати. У Бакинському університеті, куди він вступив у 14 років, він відвідував одразу два факультети – фізичний та хімічний, свідомо відмовившись від математичного внаслідок надзвичайної неосяжності математики, а він, незважаючи на ще юний вік, хотів займатися лише тією наукою, якою зможе оволодіти в цілому. Можна сказати, що він цього досягнув в повному обсязі, бо згодом знав теоретичну фізику, як мало хто інший у світі, ставши в ній одним з найуніверсальніших фахівців в усій історії цієї науки.

У Баку Л.Д. Ландау провчився тільки два роки і у 1924 р. перейшов до фізичного відділення Ленінградського університету, який був у ті часи одним найкращих вищих учбових закладів Радянської Росії і який успішно закінчив у 1927 р. В тому ж році Лев Ландау був зарахований “понадштатним” аспірантом Ленінградського фізико-технічного інституту (ФТІ) – провідної в галузі фізики установи країни. Першу свою роботу молодий вчений надрукував у 1926 р., а вже у наступному вийшла друга і, без перебільшення, перша видатна його робота, в якій був запропонований опис квантових систем, що не знаходяться у так званих чистих станах. Саме в ній було введено нове фундаментальне поняття про матрицю густини (див. 1-ий результат на Скрижалях).

Треба мати на увазі, що попри тяжкі наслідки громадянської війни та інтервенції, наука в молодій радянській країні швидко розвивалася. З’явилися перші академічні науково-дослідні інститути, де в основному працювали дуже молоді люди або навіть студенти, виховані вже у післяреволюційний період. В Росії тоді не було жодного досить відомого фізика-теоретика, тому молоді теоретики зростали, значною мірою, шляхом взаємного спілкування та співпраці на семінарах, де доповідались не тільки власні, а й опубліковані роботи. Зокрема, Л.Д. Ландау пізніше розповідав, яку насолоду він відчував, самостійно вивчаючи роботи В. Гейзенберга та Е. Шредінгера, а також А. Ейнштейна, в яких були закладені основи ще невідомих широкому загалу спеціалістів квантової механіки та загальної теорії відносності. Своє захоплення від тріумфу людського генія він висловив фразою, яка стала відомою: “Людина здатна зрозуміти речі, які неспроможна уявити”. До них Л.Д. Ландау, в першу чергу, відносив принцип невизначеностей та кривизну простору-часу.

Скоріше за все, відсутністю достойних вчителів пояснюється великий потяг молодих дослідників того часу до від’їзду за кордон, щоб попрацювати у найкращих західних наукових центрах і, що важливіше, щоб бути у безпосередніх контактах з крупними вченими. Для теоретика такими були Н. Бор у Копенгагені, П. Дебай у Цюриху, А. Зоммерфельд у Мюнхені, П. Еренфест у Лейдені. Л.Д. Ландау теж скористався такою можливістю, і у 1929 р. за відрядженням Народного комісаріату освіти (так тоді називалося відповідне міністерство) відбув до Європи, де пробув півтора року, відвідавши Данію, Англію та Швейцарію. Особливо плідним було його перебування у Н. Бора, талант вчителя та чарівливість якого справили на Л.Д. Ландау незгладиме враження. Згодом Лев Давидович зізнавався, що Н. Бор сильніше, ніж хто-небудь ще, вплинув на нього, і завжди вважав себе його учнем. Можна також припустити, що саме у Н. Бора Л.Д. Ландау навчився тому, як важливо відбирати та виховувати молодь. В Інституті теоретичної фізики у Копенгагені збиралися фізики-теоретики з усього світу, а на семінарах під керівництвом Н. Бора жваво обговорювались найгостріші проблеми фізики тих днів, яка переживала, як відомо, один з найвизначніших періодів свого історичного розвитку. Пізніше Л.Д. Ландау багато спілкувався з Н. Бором – двічі (у 1933 і 1934 рр.) побував у Копенгагені і тричі приймав його в СРСР (двічі – 1934 і 1937 рр. – у Харкові та один раз – 1961 р. – у Москві).

За кордоном Л.Д. Ландау отримав ще один свій “іменний” результат, розрахувавши магнітні властивості електронного газу (“діамагнетизм Ландау”) та знайшовши його дискретний спектр (див. 2-ий результат на Скрижалях). Крім того, разом з Р. Пайєрлсом він визначив обмеження, які накладає на вимірність фізичних величин релятивістська квантова механіка.

^ Харківські роки

У 1931 р. Л.Д. Ландау повертається до ФТІ, який на той час настільки розрісся, що від нього за ініціативою його директора академіка А.Ф. Йоффе (який, між іншим, родом з маленького українського міста Ромни, де народився і закінчив гімназію) почали відгалужуватися окремі наукові установи. Нові інститути фізико-технічного профілю були створені у Томську, Свердловську та, як зазначалося, тодішній столиці України – Харкові, де з’явився знаменитий УФТІ. До останнього на запрошення директора І.В. Обреїмова, щоб очолити теоретичний відділ, у серпні 1932 р. і переїздить 24-річний Л.Д. Ландау. На той час там вже працювала “десантна” група молодих вихованців ФТІ – Л.В. Шубніков, майбутні академіки А.К. Вальтер, А.І. Лейпунський, К.Д. Синельников та ін., які прибули до УФТІ з Ленінграда разом з І.В. Обреїмовим. Скоро після прибуття до Харкова Л.Д. Ландау очолив також кафедру теоретичної фізики у Харківському механіко-машинобудівному інституті (пізніше – ХПІ), де вже викладав Л.В. Шубніков, який за визнанням всіх фізиків збагатив фізичну науку кількома фундаментальними відкриттями і, поза всякими сумнівами, є найбільш видатним фізиком-експериментатором серед всіх, хто коли-небудь працював в Україні. У 1938 р. 36-річний Лев Васильович Шубніков був страчений сталінським режимом, але за короткий час встиг зробити надзвичайно багато і весь час своєї діяльності в УФТІ працював у тісному співробітництві з іншим Левом – Ландау.

Харківський період, який продовжувався ненабагато більше 4-х років і на якому треба зупинитися детальніше, дійсно став визначальним у житті Л.Д. Ландау. На ці роки припадає ряд робіт, які, без перебільшення можна віднести до основних досягнень Л.Д. Ландау: це теорія фазових переходів ІІ-го роду (3-ій результат на Скрижалях), кінетичне рівняння для систем частинок з кулонівською взаємодією, теорія дисперсії магнітної проникності феромагнетиків (4-ий результат), теорія проміжного стану надпровідників (5-ий результат), теорія дисперсії та поглинання звуку, теорія мономолекулярних реакцій, теорія металів при наднизьких температурах, теорія розсіяння світла на світлі, статистична теорія атомних ядер (6-ий результат). Якщо ж додати, що Л.Д. Ландау, спираючись на експерименти Л.В. Шубнікова, висловив ідею про існування антиферомагнетиків, а також передбачив можливість автолокалізації електронів в кристалах (так звані “поляронні стани”, послідовна теорія яких була пізніше побудована київським теоретиком, академіком С.І. Пекарем), то стає зрозумілим надзвичайна плідність наукової активності Л.Д. Ландау під час роботи в УФТІ. Названі роботи зробили його ім’я всесвітньо відомим, а Харків – одним з провідних центрів теоретичної фізики не тільки в СРСР, а й у Європі. До УФТІ приїздили і працювали там багато видатних фізиків – датчанин Н. Бор, англійці П. Дірак і Р. Пайєрлс, росіяни В.О. Фок, Я.І. Френкель, І.Є. Тамм, Г. Гамов, американець В. Вайскопф, голландець Ф. Хоутерманс, чех Г. Плачек та ін.

Результати, отримані Л.Д. Ландау в Харкові, стали класичними, багато з них носить його ім’я. Прийшло і перше формальне визнання – без захисту (!) дисертації Л.Д. Ландау у 1934 р., тобто у 26-річному віці, був присвоєний ступінь доктора фізико-математичних наук. Але не менш важливим було і те, що тоді стала формуватися його школа. Він почав також викладати, причому робив це практично своїм ровесникам. Вже з перших лекцій слухачам ставало очевидним, що новий викладач має абсолютно нові погляди і на фізику, і на спосіб її подання. Воно спиралося на найновіші досягнення фізики і містило узагальнення, які могла усвідомити та сформулювати лише видатна особистість і які до цього часу були відсутніми у підручниках. Оригінальність полягала також у тому, що виклад базувався на логіці ідей безвідносно до хронології відкриття або експериментальної перевірки того чи іншого закону. Зокрема, теоретична механіка викладалась не за Ньютоном з використанням наочних демонстрацій, а на основі загальних законів збереження без прямого звертання до явищ природи. В той же час виклад був таким, що будь-який теоретичний висновок можна було застосувати для інтерпретації тих чи інших експериментальних даних.

Цей підхід надалі був повністю реалізований у багатотомному курсі “Теоретична фізика”, написаному разом з Є.М. Ліфшицем і відміченому найвищою у Радянському Союзі нагородою – Ленінською премією. Будучи справжнім педагогом, а професором він став у 27 років, Л.Д. Ландау мріяв написати книжки з фізики та математики для фізиків на всіх рівнях – від монографій для професіоналів до шкільних підручників. Значною мірою йому це вдалося, бо за його активного життя були видані практично усі томи курсу “Теоретична фізика”, а також декілька томів “Фізики для всіх”. Як висловився один з його учнів, вражають не стільки плани, скільки їх успішне виконання. Значення написаного Л.Д. Ландау для розвитку фізики неможливо переоцінити – і фізик-теоретик, і фізик-експериментатор, а разом з ними студенти і навіть школярі можуть знайти у його книжках все, що потрібно кожному з них. Як результат, 10 томів “Теоретичної фізики” переведені на більш ніж десять мов і видані (часто неодноразово) в усіх розвинених країнах (на жаль, їх український переклад поки що відсутній).

Слава Л.Д. Ландау як лектора була настільки гучною, що у серпні 1935 р. він був запрошений до Харківського університету, де почав викладати на кафедрі теоретичної фізики, а вже у жовтні ц.р. був призначений завідувачем кафедри експериментальної фізики1, де працював до початку 1937 р.

У ці ж роки, або середині 30-х, Л.Д. Ландау задумав і почав здійснювати свою власну систему підготовки фізиків-теоретиків шляхом здачі ними серії спеціальних іспитів з математики (їх, як правило, було два) і фізики – всесвітньо відомий “теормінімум Ландау”. Фактично він відповідав матеріалу написаних томів “Теоретичної фізики”, а їх кількість до початку 60-х років складала сім. Впроваджена Л.Д. Ландау система довела свою високу життєздатність, широко розповсюдилась і існує дотепер. Той, хто пройшов повне випробування, отримував право називати себе учнем Л.Д. Ландау (а його самого – Дау) і, що найсуттєвіше, спроможність без професійних перешкод займатися будь-яким питанням теоретичної фізики. Проте життя показало, що універсалізму Вчителя не зміг досягнути жодний з учнів, а серед них є видатні теоретики, включаючи лауреата Нобелівської премії О.О. Абрикосова. Багато бажаючих робило спроби здати програму теормінімуму в повному обсязі, і ні для кого це не було легкою справою. З 1934 р. до 1961 р. її осилило всього 44 особи; зокрема, в харківські роки – це відомі радянські вчені академіки О.С. Компанєєць, О.І. Ахієзер, Є.М. Ліфшиць, І.Я. Померанчук і угорець Л. Тісса.

Гадаю, юному читачеві, що мріє про науку, буде цікаво дізнатися про одну дуже незвичайну особливість співпраці Л.Д. Ландау зі своїми учнями. Вона полягала у тому, що прийнявши іспити, тобто підготувавши молоду людину до роботи, він ні своїм аспірантам, ні своїм співробітникам ніколи не пропонував ані тему для дисертації, ані завдання для дослідження. Задачі вони мали знаходити самі, на свій, так би мовити, смак і розсуд. Це від початку привчало їх до самостійності та виховувало якості справжніх наукових лідерів. Проте за Вчителем залишалося право на обговорення, поради і, якщо було необхідно, критику не тільки отриманих результатів, але й вибору самої проблеми для дослідження.

Завершуючи розповідь про роботу Л.Д. Ландау в Україні, зазначу, що тут після нього залишилося те, що потім отримало назву філіалу школи Ландау, а два найбільш яскравих її представника – академіки О.І. Ахієзер і, деякою мірою, І.М. Лівшиць (рідний брат Є.М. Ліфшиця) – створили свої власні дуже сильні наукові школи. Ці школи при всій самостійності зберігали (і, наскільки це можливо в сучасних умовах, зберігають) основні засади школи Ландау – надзвичайно високий професійний рівень, що забезпечувався ландауською системою відбору, вимогливість на семінарах і взаємну доброзичливість у життєвих справах, дружні, навіть теплі, стосунки Вчителя з учнями, турботу про молоде покоління, яке мало засвоїти, розуміти і виконувати базові принципи Школи. І оскільки все це спрацювало, можу з повною відповідальністю стверджувати, що фактично Л.Д. Ландау створив і вивів харківську теоретичну фізику на світову орбіту.

З іншого боку, Харків став певним трампліном для майбутніх не менш значимих звершень Л.Д. Ландау – тут він фактично розпочав свою блискучу кар’єру, придбав і виховав перших своїх учнів, тут виникли сміливі плани побудови теоретичної фізики в країні та підготовки в ній фізиків-теоретиків, тут він мав благодатне середовище для отримання своїх видатних результатів, тут, нарешті, він зустрів К.Т. Дробанцеву, що стала дружиною.


^ У “Капічнику”


У 1935 р. П.Л. Капицею у Москві був створений Інститут фізичних проблем (ІФП) – всесвітньо відомий “Капічник”, куди на початку 1937 р. перейшов Л.Д. Ландау. У новому інституті Л.Д. Ландау (див. фото 3) також створив відділ теоретичної фізики, який (якщо не враховувати однорічне ув’язнення у 1938 р., до якого він потрапив внаслідок обвинувачень у антирадянських діях і звідки був відпущений під особисте поручительство того ж П.Л. Капиці) очолював весь час до своєї смерті 1 квітня 1968 р.

Довоєнний період роботи в ІФП ознаменувався публікацією однієї з найбільш відомих робіт Л.Д. Ландау (див. 7-ий результат), в якій він розкрив спостережувані загадки гелію і за яку у 1962 р. був нагороджений найпрестижнішою відзнакою у галузі науки – Нобелівською премією (фото 4). В ІФП творчій потенціал Л.Д. Ландау досягнув розквіту – тут він завершив головну справу свого наукового життя – створив теорію квантових бозе- і фермі-рідин (9-ий результат), яка справила революціонізуючий вплив на багато інших областей фізики. Прийшли і численні ознаки суспільного визнання – обрання академіком АН СРСР, присвоєння звання Героя Соціалістичної Праці, вручення Державних премій (тричі), а також членство у багатьох зарубіжних академіях і наукових товариствах, йому була присуджена премія ім. Ф. Лондона і вручена медаль ім. М. Планка.

Говорячи про науковий доробок Л.Д. Ландау під час роботи у Москві, неможливо обминути такі його неперевершені досягнення, як спільну з і В.Л. Гінзбургом роботу 1950 р. (див. 3-ій результат), яка стала однією з найцитованіших публікацій в фізиці, а також висунутий ним у 1957 р. принцип (10-ий результат), який змінив існуючу тоді ситуацію у фізиці елементарних частинок. Але і це не все, що ним було зроблено. У 1946 р. у роботі, присвяченій теорії плазми, Л.Д. Ландау несподівано довів, що електромагнітні хвилі в ній затухають, навіть коли її частинки рухаються без зіткнень між собою (”затухання Ландау”).

Можливо, стаття для молодіжного науково-популярного журналу не місце, щоб перераховувати все, що зробив у фізиці Л.Д. Ландау, оскільки найбільш характерною рисою його творчого почерку була безпрецедентна широта, яка охоплювала, як зазначалося, всю теоретичну фізику, а отже – і фізику взагалі. Крім названого вище, йому належать першокласні результати в таких далеких між собою областях сучасної фізики, як квантова теорія поля (див. 8-ий результат на Скрижалях), статистична механіка, фізика рідин і газів, гідродинаміка, фізика детонуючих, або вибухонебезпечних, речовин, космологія. Все це загальновідомо. Можна лише ще раз констатувати, що в його особі містився один з найбільш великих у світі науки універсалів.

^ Л.Д. Ландау і термоядерна зброя

В той же час, гадаю, широкому загалу суспільства, а особливо молоді, мало відомо про участь Л.Д. Ландау в сугубо прикладних роботах, які, безумовно, ніяк не можна обминути. Справа в тому, що у 1947-1953 рр. Л.Д. Ландау (див. фото 5) був залучений до Атомного проекту, подробиці якого розсекречені лише нещодавно. Спочатку він не був схильний залишати свою звичайну діяльність над проблемами фундаментального характеру і намагався уникнути прямої участі у військових справах. Проте керівник проекту академік І.В. Курчатов зумів знайти аргументи і переконати Л.Д. Ландау очолити групу теоретиків для допомоги у створенні водневої бомби.

При цьому І.В. Курчатов виходив з того, що Л.Д. Ландау вмів швидко розібратися у будь-якій проблемі, знайти оригінальний, найбільш адекватний їй розв’язок і взагалі підняти її на більш високий рівень. Можливо, І.В. Курчатов також знав, що Л.Д. Ландау взагалі був, не викличено, першим, хто, за свідоцтвом Р. Пайєрлса, ще у 1934 р. фактично без усяких, здавалося б, на то підстав і виходячи лише з даних експериментів про розсіяння нейтронів на ядрах урану, спрогнозував “вибухові” можливості ядерної енергії, хоча тоді про це ніхто не здогадувався2.

З різних спогадів учасників Атомного проекту відомо, що на перших порах групі Л.Д. Ландау доручили розрахувати процеси, що супроводжують ядерний вибух, і оцінити силу післявибухового руйнування. Задача була дуже складною і містила великий обсяг чисельних розрахунків, які виконувалися на електричних арифмометрах. Розрахунки вдалося здійснити, лише після того, як Л.Д. Ландау спростив рівняння. Але й спрощені, вони вимагали важкої роботи, тому що розраховувалися практично вручну. Втім, відповідність між розрахунками та випробовуваннями несподівано виявилась дуже хорошою. Тому у 1950 р. група Л.Д. Ландау паралельно ще з декількома створеними для незалежного розв’язку цієї задачі включилась до аналізу одного з варіантів “термоядерного виробу”, оскільки розрахунки, проведені іншими спеціалістами, не дали певної відповіді. А мова йшла про принципове питання: який з варіантів бомби обрати для її виготовлення, оскільки всі вони були надзвичайно коштовними.

Л.Д. Ландау не був розробником або проектантом вибухових пристроїв, але міг на фізичному рівні визначити, чи буде той або інший запропонований виріб стійко працювати, а головне – міг з’ясувати, від яких параметрів залежить його, тобто бомби, коефіцієнт корисної дії (ККД). Розрахунок водневого виробу виявився набагато складнішим, ніж атомного. Взагалі те, що вдалося розв’язати задачу тими обчислювальними засобами, які мала група, більшість фахівців вважають за чудо. І головна заслуга знову ж таки належить Л.Д. Ландау, який завдяки своїй філігранній фізико-математичній техніці і глибочезному проникненню в суть послідовних процесів, що відбуваються під час миттєвого вибуху, здійснив революцію у чисельних методах інтегрування рівнянь у часткових похідних (“метод сіток Ландау”). Фактично Л.Д. Ландау розв’язав проблему стійкості, без якої було неможливо зробити висновки відносно остаточної величини ККД бомби. Коли ж випробовування реальної водневої зброї були проведені, вони підтвердили правильність розрахунків саме групи на чолі з Л.Д. Ландау. Більше того, з них випливала нова фізика багатоступеневого термоядерного процесу, який виявився не атомним вибухом, підсиленим реакцією синтезу, як доводило багато фахівців, а на 90% складався з вибуху саме водневої складової. Тим самим була відкрита дорога до досягнення практично необмежених потужностей водневої зброї. В цьому питанні СРСР навіть випередив США.

Особисті заслуги Л.Д. Ландау отримали високу і заслужену оцінку Держави – він був удостоєний звання Героя, отримав дачу, машину та Державну премію. Проте, як тільки основні роботи були закінчені, а поставлена практична мета досягнута і бомба підірвана, він зробив усе можливе, щоб більше не продовжувати свою діяльність по озброєнню. Є архівні матеріали, з яких випливає, що на відміну від більшості фізиків, що самовіддано працювали в Атомному проекті, Л.Д. Ландау був принциповим супротивником термоядерної зброї, як негуманного витвору для масового знищення людей. Він вважав, що розумна людина має знаходитись подалі від практичної діяльності подібного роду, уникати, як він говорив, атомних справ. Він не погоджувався з думкою, що виконання спецпроектів – це робота на благо людства. Навпаки, під останньою він розумів тільки заняття фундаментальною наукою, до якої він негайно повернувся, як тільки виконав свою місію по розв’язанню конкретних задач. І все ж, впевнений, треба відверто визнати, що у дорученій справі, що прямо суперечила його власним гуманістичним поглядам, він виявився на справжній, недосяжній для більшості своїх колег, науковій і професійній висоті.

^ Замість епілогу

На кінець 50-х років Л.Д. Ландау став безперечним і визнаним лідером радянської теоретичної фізики. Він знаходився на вершині своєї неперевершеної наукової кар’єри і міг сподіватися на нові злети і осяяння. Проте життя розпорядилося зовсім по-іншому. Йому було всього (без двох тижнів) 54 роки, коли 7 січня 1962 р. по дорозі в Дубну на семінар він став жертвою дуже важкої автомобільної аварії, після якої вже не повернувся до творчої роботи. Проте його наукове життя почалося настільки рано, а науковий доробок виявився настільки вагомим, що він по праву вважається одним із творців сучасної фізики і, без сумнівів, є однією з найпомітніших постатей у науці ХХ-го століття. Його яскраве життя обросло сонмом легенд, інтерес до нього не тільки не зменшується, а й зростає, і розповіді про Л.Д. Ландау незмінно збирають великі аудиторії. Повторю, що результати, отримані Л.Д. Ландау, не втратили своєї цінності, а книги багатотомного “Курсу” залишаються популярними та продовжують широко використовуватись. Та і в цілому життя і діяльність цієї нестандартної у всіх своїх проявах людини викликають постійний і жвавий інтерес, а кількість книг, які важко перелічити, про Л.Д. Ландау свідчить про формування у наукознавстві окремого чималого розділу – “ландаузнавства”.

Хотів би сподіватися, що те, що написано, дає певне уявлення про воістину видатну людину, якою був Лев Давидович Ландау. Його наукові заслуги безперечні і визнані усіма, хто має хоч яке-небудь відношення до фізики. Але і поза наукою це була дуже освічена, різнобічна і в той же час, до деякої міри, екстравагантна особистість. Він любив і чудово знав історію усіх часів, захоплювався поезією, знав напам’ять безліч віршів. Будучи веселою, надзвичайно дотепною людиною, він в той же час був широко відомий своїми різкими висловлюваннями, які часто стосувалися його колег, що, зрозуміло, не були в захваті від почутого. Можливо, це було наслідком того, що Л.Д. Ландау був винятково критичною людиною і пред’являв дуже високі вимоги до людей, особливо теоретиків незалежно від звань, кваліфікації або віку. Це не спрощувало його життя, проте він був і залишався надзвичайно шанованою, авторитетною людиною, а його думка з приводу того чи іншого питання сприймалася як істина в останній інстанції. Все це робить його ранню смерть 40 років тому ще більш непоправною.

Увага і інтерес до нього всі ці роки не згасають, що пояснюється не тільки результатами його блискучої наукової кар’єри з її трагічними моментами (перебування у в’язниці, автокатастрофа), а й відомими характеристиками колег і запропонованою ним шкалою оцінки внеску різних вчених в науку, нарешті, його непересічним і неповторним демократизмом у поведінці з будь-якими персонами від міністрів до студентів.

Про Л.Д. Ландау, якого, без перебільшень, можна вважати генієм, можна розповідати ще і ще, але я на кінець обмежусь лише словами одного з його учнів, який наступним чином пояснив причину сталого бажання нових і нових поколінь фізиків якомога більше знати про свого визначного попередника: “Лицар без страху і докору, він служив своєму ідеалу завжди і в усьому. Цим служінням було проникнуте усе його життя.”


^ Підписи під фото



Мармурові скрижалі, 1958 р.

Маленький Лев з сестрою, 1912 р.

Л.Д. Ландау під час роботи в УФТІ, 1937 р.

Диплом лауреата Нобелівської премії, 1962 р.

Л.Д. Ландау під час виконання Атомного проекту, 1949 р.




1 Нещодавно харківські дослідники за архівними документами встановили, що Л.Д. Ландау очолював саме цю кафедру, а не кафедру загальної фізики, як помилково стверджується практично в усіх матеріалах, присвячених його життю і діяльності.

2 Треба і приємно підкреслити, що ядерна ера в СРСР починалася саме в УФТІ, де, як відомо, була вперше здійснена штучна реакція розщеплення атомного ядра – важлива подія в ядерній фізиці. І взагалі співробітники УФТІ приймали безпосередню участь у цьому проекті, отримавши перше авторське свідоцтво на винахід атомної бомби, хоча, як з’ясувалося пізніше, запатентований принцип був помилковий.