Лев Ландау - Что такое теория относительности. 3-е, дополненное издание

• Название: Что такое теория относительности. 3-е, дополненное издание
• Автор: Лев Ландау
• Издательство: Советская Россия
• Жанр: Физика
• Год: 1975

Современная физика без теории относительности почти так же невозможна, как без представления об атомах и молекулах. Эта теория принадлежит к числу «трудных» для понимания достаточно широкого круга читателей. Вот почему особенно ценно, что основные положения и идеи теории относительности читатель получает «из первых рук» — авторы этой книги академик, лауреат Ленинской и Нобелевской премий, ныне покойный Л. Д. Ландау и профессор Ю. Б. Румер.

Три материала, включенные в послесловие, воссоздают образ Ландау — замечательного ученого и человека.

---

В период своего своеобразного обучения Ландау выработал метод, сохранившийся у него на всю жизнь. Он проглатывал огромное количество научных журналов. Но в каждой статье определял только постановку задачи и затем смотрел в конец статьи, чтобы узнать результат. Промежуток не читал, утверждая: «Мне нужно узнать от автора, что он делает; как делать, я сам знаю лучше».

***

В Харькове около 1936 года стала возникать школа Ландау.

Появились первые ученики. Своеобразие возникавшей школы заключалось в том, что учениками Ландау были его однолетки или люди моложе его лишь на несколько лет. Все ученики были «на ты» друг с другом и с учителем. Когда они собирались вместе, то эти собрания напоминали по духу собрания способных студентов, готовящих свои дипломные работы, а не семинары у знаменитого на весь мир ученого.

Очень часто ученики вступали в спор с учителем. Иногда Ландау терпеливо опровергал мнение какого- нибудь из своих ретивых оппонентов, а иногда заканчивал спор вопросом: «Кто кого обучает: ты меня или я тебя? Не мое дело искать ошибки в твоих рассуждениях. Укажи мне лучше ошибки в моих».

Будущая школа физиков уверенно развивалась, становилась на ноги. К Ландау устремилось много молодых людей различных способностей и различных вкусов. Неизбежно возникла необходимость научиться сортировать желающих и отбирать тех из них, которые смогли бы стать теоретиками-профессионалами.

Ландау считал, что заниматься теоретической физикой без предварительных глубоких и прочных знаний бессмысленно. Но изучать физику, по мысли Ландау, значило прежде всего уметь выбирать, что стоит и чего не стоит изучать.

«Жизнь человека, — говорил Ландау, — слишком коротка, чтобы браться за безнадежные проблемы; память ограниченна, и чем больше научного сора будет в твоей голове, тем меньше останется места для великих мыслей» (он говорил это с улыбкой).

В тесном кругу учеников происходил отбор материала по механике, электродинамике, теории относительности, статистической физике и квантовой механике, который необходимо знать человеку, пытающемуся плодотворно работать в области теоретической физики.

Так возник теорминимум. Ландау принял зачет по теорминимуму от своих первых учеников. А затем уже они сами принимали зачеты от людей, желающих вступить в школу Ландау.

Многие из выдающихся ныне ученых на всю жизнь запомнили, как они сдавали эти экзамены.

***

Что же представлял собой теорминимум?

Очень продуманную и скупо составленную программу по теоретической физике с подробным указанием литературы — книг, параграфов из них и журнальных статей.

Когда Ландау почувствовал в себе дар выдающегося педагога (здесь, по-моему, ему не было равных), когда его школа стала завоевывать авторитет в научном мире, и притом далеко за пределами нашей страны, возникла мысль изложить теоретическую физику в виде единого курса, чтобы по нему можно было изучать не только теорминимум, но и более глубоко — современную теоретическую физику.

Говоря о курсе теоретической физики, задуманном Ландау, нельзя не подчеркнуть важности вклада, который внес в осуществление этого замысла Е. М. Лифшиц — один из первых учеников Ландау. Безусловно, все согласятся с тем, что без Евгения Михайловича такой курс не появился бы. Он привнес в создаваемый курс много новых научных идей, он затратил на него много самоотверженного труда, добиваясь ясности и точности изложения.

К сожалению, это замечательное творение не было закончено при жизни Льва Давидовича. Но его ученики во главе с Е. М. Лифшицем достойно продолжают дело своего учителя. Чувствуются вкусы, идеи и почерк Ландау. Нет сомнения, что курс будет успешно завершен.

***

Огромную роль в научной жизни и педагогической практике школы Ландау играл ландауский семинар.

В четверг к 11 часам дня в Институт физических проблем собирались видные физики из всех институтов Москвы. Вход на семинар был совершенно свободный и никем не контролировался.

В первом ряду усаживался Ландау и его ближайшие сотрудники, которые главным образом и участвовали в дискуссии. Остальные ряды прислушивались.

Докладчики и предполагаемые темы докладов (как правило, они посвящались статьям в последних выпусках научных журналов) утверждались самим Ландау. Каждый докладчик должен был сформулировать постановку задачи, данную автором обсуждаемой работы, и привести решение, полученное автором. Особенно Ландау ценил, когда докладчик предлагал новый, отличный от излагаемого метод решения.

Очень часто вслед за тем, как формулировалась постановка задачи и излагался окончательный результат, Ландау после короткого размышления объявлял: «Эта статья — сплошная патология. Не стоит терять на нее время». И доклад безжалостно снимался.

Семинар преследовал двойную цель. Во-первых, учебную: он приучал молодых, начинающих физиков формулировать свои мысли в той логически безупречной форме, которая удовлетворяла Ландау (что само по себе было нелегко). Во-вторых, научную: семинар позволял Ландау и его ближайшим сотрудникам узнавать об идеях, содержащихся в последних выпусках научных журналов, получая их в достаточно обработанном для понимания виде.

Наибольшую пользу от этой системы получал сам Ландау.

***

Время своей первой заграничной командировки Ландау провел в Копенгагене у Бора, в Цюрихе у Паули и в Кембридже у Резерфорда.

Меня познакомил с ним в Берлине в самом конце 1929 года на коллоквиуме по теоретической физике Павел Сигизмундович Эренфест.

Ландау с сожалением сказал мне: «Как все хорошие девушки уже разобраны и замужем, так и все хорошие задачи решены. И вряд ли я найду что-нибудь достойное среди оставшихся».

Но он нашел.

В январе 1930 года, будучи у Паули в Цюрихе, он обнаружил последнюю, по его словам, из хороших задач: квантование движения электронов в постоянном магнитном поле. Решил он эту задачу весной — в Кембридже, у Резерфорда. Так в истории физики наряду с парамагнетизмом Паули появился диамагнетизм Ландау.

Это была удачная находка, потому что в знаменитой диссертации Бора было строго показано, что классическое рассмотрение не дает вклада электронов в диамагнетизм металлов. Этой работой Ландау закрепился в ряду могучих физиков эпохи бури и натиска и присвоил себе в своей классификации ученых второй класс. Первый класс в ней занимали Бор, Шредингер, Гейзенберг, Дирак и (впоследствии) Ферми. Эйнштейну он отводил высший — половинный — класс.

Встреча с Паули произвела на Ландау огромное впечатление. Я вспоминаю, что как-то в Москве Ландау пытался вступить с Паули в спор. Но Паули ему сказал: «Ах, нет, Ландау, подумайте сами».

Зрелище было весьма непривычное.

***

Говорят, что характер Ландау в его молодые годы проявлялся в задиристости, категоричности суждений (речь идет не о физике), граничащей с нарочитой эксцентричностью.

Эти черты напоминали мне молодого Маяковского, когда он еще ходил в желтой кофте и потрясал своих случайных слушателей высказываниями о себе и своей значимости.

Сходство неизбежно заставляет искать общее объяснение. Я думаю, дело здесь в том, что подобные проявления своего «я» свойственны гению, который выходит на подобающее ему место.

Когда Маяковский добился общего признания, он стал мягче, снисходительнее и добрее.

Тот же путь прошел и Ландау. Когда к нему пришло всеобщее признание — как на родине, так и за рубежом, — он перестал быть задиристым. Я счастлив тем, что в годы невзгод в полной мере испытал на себе его доброе отношение к людям, его привязанность к старым товарищам и друзьям.

***

В области теоретической физики, по моему мнению, ученых можно разделить, как это делается в музыке, на исполнителей и композиторов. Редко эти два направления творчества представлены в одном музыканте.

Физик-композитор, создатель новой теории, должен до некоторой степени идти на риск отказа от стройной системы в рамках традиционно привычной логики.

Привычной логике на первый взгляд противоречит утверждение Эйнштейна, что скорость света одинакова во всех системах отсчета, или утверждение Бора, что электрон излучает в момент перехода с одной орбиты на другую и не излучает, пребывая на одной орбите.

Следует, однако, заметить, что «на высшем уровне» научного творчества грань между ученым-композитором и ученым-исполнителем в значительной мере стирается и становится подчас неуловимой.

Судьба наделила Ландау потрясающей по силе логической машиной, позволявшей ему немедленно усматривать противоречия и недоделки в работах своих коллег и отбрасывать их как «патологические». Но это же свойство его ума иногда обращалось против него, поскольку он не позволял себе выходить за рамки своей железной логики.