Лев Ландау

Студент молчит. Ландау оглядывает аудиторию.

— Это слово изобрел Достоевский, и оно прочно вошло в язык. Откуда пошло выражение «красной нитью проходит»?

— Со времен революции?

— Нет, оно появилось значительно раньше. В конце восемнадцатого века в английском королевском флоте начали плести канаты с красной нитью, которую нельзя было выдернуть. По канату можно было определить принадлежность судна Англии. В одном из своих романов Гете употребил это выражение в переносном смысле, и оно стало крылатым. Кстати, знаете ли вы слова Гете: «Всякий человек обладает достаточной силой, чтобы исполнить то, в чем он убежден»? Это очень хорошие слова.

Студентам викторина очень понравилась, но кто получил от нее истинное удовольствие, так это Ландау.

Он закончил необычное собеседование призывом внимательно относиться к родному языку, читать Лермонтова, Гоголя, Некрасова, Блока, вбирать в себя богатства русской речи, которыми, увы, многие стали пренебрегать. Он сделал ударение на слове «вбирать в себя».

— Может быть, красота речи нам теперь уже и не нужна? — спросил один из студентов.

— Почему? — удивился Ландау.

— Ну… в наше время есть более важные вещи…

— Нет. Вам никогда не тронуть ничьей души, если речь ваша скучна и сера. Убив в своей душе огнедышащее слово, вы замуруете ее. Глядя на унылые физиономии своих слушателей, вы забудете, что такое радость жизни. А ведь самое высокое искусство — искусство жить.

— Но ведь не каждый может красиво говорить, — возразил студент. — Для этого нужен природный талант.

— Нет. Вам должно быть известно, что Демосфен смолоду был косноязычен, но путем долгих упражнений преодолел свой недостаток и стал самым знаменитым оратором Греции.

— А, это который днем ходил с фонарем?

— С фонарем ходил Диоген по людной площади в поисках человека.

— И отсюда пошло выражение «огнем и мечом», — не сдавался студент.

— Отсюда выражение — «днем с огнем». А ваше выражение — из медицинской практики средневековья: что не лечится огнем, то есть прижиганием, то исцеляется железом — мечом и ножом.

— Значит, каждый человек может научиться говорить правильно и красиво?

— Может и должен.

— А как?

— Больше читайте. Вам грешно жаловаться, потому что в мире нет литературы, которая была бы так богата талантами, как русская. Читайте внимательнее, и постепенно вы в полной мере овладеете русским языком. Еще Ломоносов сказал, что в русском языке есть великолепие испанского, живость французского, крепость немецкого, нежность итальянского и сверх того — богатство и краткость греческого и латинского!

Студенты слушали Ландау с восторгом.

— Скажу вам по секрету, — обратился Лев Давидович к слушателям, — что если бы я не был физиком, то наверняка занимался бы языкознанием.

Благодаря этой беседе студенты поняли, что яркость, образность речи их преподавателя появились не сами собой.

В первую очередь все это пришло от знания литературы, особенно русской.

Ландау обрадовался, когда через несколько дней в коридоре к нему подошел паренек и спросил:

— Лев Давидович, а вы знаете слова Жирардена: «Сила слова беспредельна. Удачного слова часто было достаточно, чтобы остановить обратившееся в бегство войско, превратить поражение в победу и спасти страну»?

— Нет, не знаю. Прекрасные слова.

Личность этого человека, безусловно, облагораживающе действовала на всех, кто его окружал. Недаром из учеников Ландау вышло столько замечательных людей — учителей, научных работников, известных ученых.

Изучение нового, даже знакомство с ним Ландау начинал с классификации. Он любил классифицировать. Особенно интересна его классификация физиков-теоретиков, которая со временем менялась. В первоначальном варианте к нулевому классу были отнесены создатели фундаментальных теорий — Ньютон, Френель, Гельмгольц, Максвелл, Лоренц, Эйнштейн, Больцман, Гиббс, Планк, Гейзенберг, Дирак, Шредингер.

В первый класс включились ученые, создавшие какой-то раздел физической теории, — например Лагранж, Гамильтон и Якоби в механике. Ко второму классу принадлежали разработавшие проблему, к третьему — открывшие или объяснившие физическое явление, к четвертому — разработавшие частный вопрос.

Однажды Ландау прочел в Харьковском университете лекцию об истории физики. Это была замечательная лекция о столкновении новых, прогрессивных течений с отжившими, консервативными, о том, что новое всегда побеждает, о творцах и мучениках науки.

В 1932 году Ландау высказал гипотезу, что существуют звезды с невероятной плотностью вещества. Известно, что звезды светят благодаря тому, что в их недрах происходят термоядерные реакции. Очень высокие температуры, порядка десятков миллионов градусов, и очень высокие давления приводят к тому, что в недрах звезд осуществляется синтез ядер. Возникающее излучение (рентгеновское, световое и радиоволны) пробивается из центра звезды к оболочке и рассеивается в мировом пространстве. Это излучение своим давлением сдерживает периферию звезды от падения к центру. Однако, в конце концов, водород весь выгорает, температура в недрах звезд падает, давление излучения уменьшается, звезда стареет и умирает.

Теперь хорошо известно, что конечная судьба звезды зависит от ее массы. Если масса звезды меньше, чем, скажем, 1,2 массы Солнца, то звезда умирает как «белый карлик» (звезда при остывании сжимается, раздавливает атомы и превращается в смесь ядер и электронов; такие звезды очень малы, они называются «белыми карликами»). Плотность таких звезд более чем в 100 тысяч раз превышает плотность Солнца. Они светят белым светом, излучая энергию по мере дальнейшего сжатия.

Если же масса звезды находится между 1,2 и 2,5 массы Солнца, то звезда кончает свое существование как нейтронная (при угасании звезды раздавливаются уже не только атомы, но и атомные ядра; протоны, входившие в ядро, превращаются в нейтроны, весь центр звезды представляет собой один большой нейтронный сгусток с небольшим количеством остаточных протонов и электронов, свободно движущихся вокруг). Плотность нейтронных звезд намного больше, чем плотность «белых карликов»: если бы наша Земля была сжата до такой плотности, то ее диаметр равнялся бы 100 метрам.

Если же масса звезды больше, чем 2,5 массы Солнца, то со звездой при сжатии происходит более страшная катастрофа, силы всемирного тяготения приводят к тому, что звезда спадается в область ничтожных размеров, грубо говоря, в точку. Это явление получило название гравитационного коллапса, а образовавшиеся таким образом тела назвали «черными дырами».

В этой стройной картине гибели звезд Ландау принадлежит пионерская работа. И хотя его труд «К теории звезд» не относится к числу его самых выдающихся работ, в нем теоретически предсказано существование нейтронных звезд, представление о которых вошло в науку лишь тридцать пять лет спустя. Сейчас подавляющее большинство астрономов и физиков признает реальность нейтронных звезд.

Славное это было время — далекие тридцатые годы, институт на улице Чайковского и работа, работа запоем, с неудачами, огорчениями и победами.

В Харькове начал издаваться на русском и немецком языках «Физический журнал Советского Союза». Вначале работать было трудно: наборщики не знали немецкого языка, и приходилось делать до двенадцати корректур. Чтобы привлечь зарубежных подписчиков, целый год журнал рассылали по разным странам бесплатно. Шрифты заказывали в Ленинграде.

Летом 1933 года Ландау и Гамов отправились в путешествие на Север, в Хибины. В те времена существовала Комиссия содействия ученым, сокращенно КСУ. Она имела базу близ Мурманска, где научные работники могли работать и отдыхать. Молодые люди прибыли на базу, которая оказалась заброшенной избушкой. Здесь друзья были предоставлены самим себе: никаких других обитателей на базе не было. Погода стояла прекрасная. Днем бродили по окрестностям, вечером отдыхали, любуясь звездами, и говорили, говорили.

В разговорах слышались отголоски копенгагенских споров. У обоих была богатая фантазия, постоянно рождались новые идеи. Немудрено, что друзья пришли к решению написать совместную работу. В основу ее легло предположение, что некоторые процессы внутри атомного ядра идентичны процессам, происходящим в звездах. Произвели расчеты, но, поскольку оба писать не особенно любили, работа получилась очень короткая — полторы странички текста. Название ее — «Внутренняя температура звезд».

Соавторы отправили статью в британский журнал «Nature», где она появилась на 567-й странице тома 132. Год — 1933-й, место, где работа выполнена, — Ksoochia Ваzа (Ксучья база). В двухтомнике работ Ландау, выпущенном издательством «Наука», местом создания «Внутренней температуры звезд» названы Хибины.

В 1933 году Нильс Бор прислал своему ученику приглашение принять участие в конференции по теоретической физике, и Ландау снова побывал в Копенгагене. В жизни Бора произошли некоторые перемены: в 1932 году датское правительство предложило Бору переехать во дворец «Дом чести». Он был построен Якобсеном, владельцем знаменитых пивоваренных заводов, и предназначался для самого почетного гражданина в стране. Разумеется, ученики Бора приходили во дворец так же запросто, как и в его квартиру в университете.

Дау застал Бора в парке, разбитом возле дворца. Бор любил деревья, цветы, он мог часами ходить по дорожкам, особенно когда искал ответа на мучившие его вопросы. Встреча была чрезвычайно приятна для обоих. Бор улыбался, его добрые голубые глаза светились любовью, когда он смотрел на гостя. Дау чувствовал это, и сердце его наполнялось радостью.

К обеду вся большая семья Бора была в сборе. Старшему сыну Христиану уже исполнилось восемнадцать, он был совсем взрослый. Ханс, Эрик, Оге и Эрнест тоже выросли за те два года, что Дау их не видел. Фру Маргарет была все так же добра и приветлива. Дау снова соприкоснулся с милыми, радушными людьми и даже забыл, что находится в богатом дворце, хозяева которого принимали здесь королей и премьер-министров. Другим ученикам Бора, пришедшим к обеду, по-видимому, тоже не приходило в голову ничего подобного.

Едва покончили с послеобеденным кофе, как все расселись на полу вокруг Бора, и начался один из тех задушевных разговоров, которые невозможно передать, потому что говорили обо всем, начиная с детективов и ковбойских фильмов, которые так любил Бор, и кончая политикой, в частности поджогом германского рейхстага 27 февраля 1933 года.

Ландау всегда очень много работал, где бы он ни находился. Так было и на этот раз. Хочется остановиться на одной давно забытой дискуссии, о которой вспоминает Эдвард Теллер в предисловии, написанном им к книге Р. Энгельмана «Эффект Яна-Теллера в молекулах и кристаллах», назвав это предисловие «Историческим примечанием» (написанное в июле 1971 года предисловие приводится без какого бы то ни было стремления поддержать идею Теллера переименовать эффект Яна-Теллера в эффект Ландау).

Историческое примечание

«В 1934 году мы с Ландау были в институте Нильса Бора в Копенгагене. Научные споры отнимали у нас очень много времени. Я рассказал Ландау о работе моего студента Р. Реннера по вырожденным состояниям в линейной молекуле. Я объяснил, что в этом случае возникает сложная связь между расщеплением электронных состояний и колебаниями ядер, которая модифицирует применимость приближения Борна-Оппенгеймера к этим состояниям.

Ландау возражал. Он сказал, что я должен быть очень осторожным. В вырожденном электронном состоянии симметрия, на которой основано это вырождение (в данном случае линейное расположение трех атомов в равновесии), вообще говоря, нарушается. Я сумел убедить Ландау, что его сомнения необоснованны (это, может быть, единственный случай, когда я выиграл спор с Ландау).

Через год в Лондоне я спросил себя, существует ли другое исключение из постулированного Ландау утверждения. Было ясно, что электронное вырождение может расстроить симметрию, на которой оно основано. Но как часто происходит это необходимое вырождение? Вопрос оказался непростым. Я начал обсуждать эту проблему с Яном (H.A. Jahn), который, как и я, был беженцем из Германии. Мы просмотрели все возможные симметрии и нашли, что линейные молекулы составляют единственное исключение. Во всех остальных случаях подозрение Ландау подтвердилось.

Одна проблема осталась нерешенной: доказательство так называемого эффекта Яна-Теллера было получено весьма грубым методом пересмотра всех симметрий подряд. Насколько я знаю, общего доказательства нет до сих пор.

В этом причина того, почему эффект должен носить имя Ландау. Он предвидел этот эффект, и, кроме него, никто не получил доказательства, которое удовлетворило бы математика. Ян и я проделали лишь немного технической работы (spade work)».

В 1934 году Ландау принимал Бора в Харькове. Труды Ландау и его коллег по Украинскому физико-техническому институту привлекли внимание советских и зарубежных физиков. Харьков превратился в крупный физический центр: здесь созывались конференции по теоретической физике, в которых принимали участие лучшие физики Европы. Харьковская конференция 1934 года была посвящена актуальным проблемам современной физики — от атомного ядра до твердого тела.

«Конференция начнется завтра…Бор настроен весьма советски, и можно лишь сожалеть о том, что он не был у нас до сих пор», — писал Яков Ильич Френкель 18 мая 1934 года.

Дау с гордостью показывал Бору Харьков: площадь Дзержинского с величественным Госпромом — самую большую площадь в Европе, здание УФТИ, свое непритязательное жилище. Бора все приводило в восторг, ему все нравилось.

Нильс Бор и фру Маргарет посетили пригородный колхоз, побывали в детском доме. «Бор в восхищении от СССР; мы приобрели в нем полного энтузиазма друга», — записал Френкель во время конференции.

Но самое большое впечатление на знаменитого датчанина произвело то, что Ландау создал теорфизический центр в Харькове. И, хотя методы работы с учениками были у Ландау совсем другие, он многое перенял от Бора, и тот это заметил.

После окончания конференции Ландау провожал Бора и его жену. Датскому физику понравилось в советской стране, он одобрительно отнесся к деятельности Ландау, и это было замечательно. На душе у Дау было легко и хорошо, как всегда после встречи с учителем, которого он так любил.

В этом же году Ландау снова поехал в Копенгаген.

В 1934 году Ландау была присвоена степень доктора физико-математических наук без защиты диссертации, а в 1935 году он получил звание профессора.

Вначале учеников в семинаре Ландау насчитывалось совсем немного, и почти все они были лишь чуть моложе его. Лев Давидович разработал так называемый теоретический минимум, значительно превышающий вузовскую программу по физике.

Желающим сдать теоретический минимум предлагалось девять экзаменов — два по математике и семь по теоретической физике. По идее Ландау, теоретический минимум должен был включать в себя все, что нужно знать, прежде чем начать самостоятельную работу в теоретической физике.

Что же представлял собой теорминимум? Что должен знать человек, идущий сдавать экзамены по теоретическому минимуму? На эти вопросы Ландау отвечал предельно ясно.

«Меня интересует, — говорил он своим ученикам, — сумеет ли человек проинтегрировать уравнение. Математическая же лирика интереса не представляет».

Сдача этих экзаменов ни на кого не налагала никаких обязательств, разве что на Льва Давидовича: заметив способного юношу, он считал своим долгом помочь ему войти в науку. Вступительный экзамен можно было держать до трех раз. Ландау всегда находил время поговорить со студентами. В этом отношении он был бесконечно щедр. Но если студент проваливался в третий раз, Льва Давидовича невозможно было уговорить разрешить неудачнику четвертую попытку.

Тут Дау в полной мере проявлял твердость характера, за которую и прослыл жестоким. Ему ничего не стоило сказать студенту, трижды безнадежно провалившемуся на экзамене:

— Физик из вас не получится. Надо называть вещи своими именами. Было бы хуже, если бы я ввел вас в заблуждение.

Зато сколько радости доставляли ему способные студенты! Толковый юноша надолго занимал его мысли. И во время обеда, и вечером он вдруг снова вспомнит утреннего гостя и заулыбается: «Очень способный мальчик приходил сегодня».

Однажды на заседании студенческого общества третьекурсник Александр Компанеец выступал с докладом. Едва он кончил, встал Лев Давидович, доказал полную несостоятельность утверждений докладчика и ушел. Шура следом. Он не понимал, как он шел и куда. Кто-то его окликнул, накинул на плечи пальто. Тут его заметил Дау и пригласил к себе.

Жилище Дау поразило Шуру. Стол, шкаф, стулья покрашены веселыми красками: розовой, красной и голубой. Как в детском саду! В углу — тахта с большими подушками с яркими наволочками, под потолком — пестрый самодельный абажур. Уже через полчаса гость знал о делении ученых на классы, о классификации работ и о том, что женщины подразделяются на пять основных групп. Но особенно сильное впечатление на студента произвела «логарифмическая шкала».

Об этой шкале рассказывает ученик Льва Давидовича академик Виталий Лазаревич Гинзбург в статье, посвященной шестидесятилетию учителя:

«Его любовь к систематизации и четкости, — пишет он, — много лет назад нашла выражение в шуточной, по сути дела, классификации физиков в „логарифмической шкале“. Это значит, что физик, скажем, второго класса в десять раз меньше сделал (именно сделал, речь идет только о достижениях), чем физик первого класса. И вот в этой шкале Эйнштейн имел половинный класс, а Бор, Шредингер, Гейзенберг, Дирак, Ферми и некоторые другие имели первый класс. Себя же Лев Давидович поместил в двухсполовинный класс и только, кажется, лет десять назад, довольный какой-то своей работой (я помню этот разговор, но забыл, о какой работе шла речь), сказал, что добрался до второго класса».

Александр Компанеец первым сдал профессору теоретический минимум. За ним выдержали Исаак Померанчук, Евгений Лифшиц, Александр Ахиезер (за четверть века теоретический минимум сдали всего сорок три человека).

Юрий Румер, друг и соавтор Ландау, писал о нем довольно много. В одной из своих статей он как бы подводит итоги:

«За что же Ландау пользовался такой любовью и таким уважением у учеников, коллег, во всем научном мире? Поражала научная честность Ландау. Он никогда не делал вид, что понимает вопрос или работу, чтобы отделаться фразой, брошенной с высоты своего величия. Правда, близкие товарищи замечали, что иногда он отмежевывается от вопроса замечанием: „Ну это меня не интересует“. Но вскоре оказалось, что он не забывает заданных ему вопросов. Если вопрос был стоящий, Ландау некоторое время спустя выдавал ответ. Он не старел, вместе с расширением объема физических знаний рос и совершенствовался его талант».

Ученики не мешали научной работе. В 1933 году Ландау издает труд «О возможности объяснения зависимости низкотемпературной восприимчивости от поля», с которым в науку вошло понятие антиферромагнетизма.

Труд этот послужил толчком к началу теоретических и экспериментальных исследований явления антиферромагнетизма у нас и за границей.

«О степени научной активности Л.Д. в это время можно судить хотя бы по списку работ, законченных им в течение одного лишь 1936 года: теория фазовых переходов второго рода, теория промежуточного состояния сверхпроводников, кинетическое уравнение в случае кулоновского взаимодействия, теория мономолекулярных реакций, свойства металлов при очень низких температурах, теория дисперсии и поглощения звука, теория фотоэлектрических явлений в полупроводниках», — писал впоследствии Евгений Михайлович Лифшиц.

Однажды Дау пришел на университетский выпускной вечер.

— Познакомьте меня с самой хорошенькой девушкой, — попросил он кого-то из присутствующих.

Королевой красоты Харьковского университета считалась выпускница химфака Кора Дробанцева. Если в мечтах Дау рисовался образ идеальной красавицы, то Кора была на него очень похожа: белокурая, нос чуть вздернут, большие серо-голубые глаза. Дау сиял. Он пошел провожать новую знакомую, рассказывал ей о Дании, где недавно был по приглашению Нильса Бора.

Выяснилось, что Кора поступает в шоколадный цех кондитерской фабрики, будет инженером-технологом.

— Разрешите мне вас называть Шоколадницей, — попросил Дау. И, помолчав, сказал: — Знаете, я очень люблю шоколад.

— А в Дании вкусный шоколад? — спросила Кора.

— Не знаю, не пробовал.

— Почему?

— Я был в командировке на деньги государства и не мог тратить их на шоколад. Зато я его наелся в Англии, когда стал стипендиатом Рокфеллеровского фонда.

Дау попросил разрешения навестить Кору. Он пришел через два дня. Позвонил. Дверь отворилась, на пороге стояла Кора, только лицо у нее стало худое, а глаза строгие. К тому же она не узнавала его!

«Опять влип! Где были мои глаза?» — подумал Дау.

— Вы, наверное, к Коре? Заходите, пожалуйста.

Появилась улыбающаяся Кора:

— Познакомьтесь, это Надя, моя младшая сестра.

— А я принял вас за Кору, — смутился Дау.

— Нас часто путают, — ответила Надя.

Их было три сестры, все три — яркие сероглазые блондинки, очень хорошенькие и очень похожие друг на друга: Вера, Кора и Надя. Кора была средней дочерью, Вера на полтора года старше, Надя на пять лет моложе. Еще были я и моя бабушка Татьяна Ивановна Дробанцева, на которой держался весь дом. Как многие деревенские женщины, Татьяна Ивановна обладала огромной жизненной силой. Это была смелая, сильная, волевая натура.

Татьяне Ивановне были свойственны чувство юмора и врожденный такт. Держалась она уверенно и с достоинством — я не помню, чтобы кто-нибудь повысил на бабушку голос или обидел ее; она никогда ни с кем не ссорилась и ни на кого не обижалась. По-моему, ее вообще нельзя было обидеть — не такой это был человек.

Она производила впечатление счастливой женщины, между тем жизнь у нее была нелегкая. С детства — тяжелый крестьянский труд, потом — гибель любимого мужа. Она осталась с тремя детьми — мал мала меньше…