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朗道·列夫·达维多维奇。 科学家的传记
Lev Davidovich Landau 于 9 年 22 月 1908 日（XNUMX 日）出生在巴库的 David Lvovich 和 Lyubov Veniaminovna (Garkavi) Landau 的家庭中。 父亲是当地著名的石油工程师，在当地油田工作，母亲是医生。 她从事生理学研究。 朗道的姐姐成为了一名化学工程师。 “我不是神童，”这位科学家回忆起他的学生时代，“在学校学习时，我的论文成绩没有超过三分。我对数学很感兴趣。十三岁时，整合。” 列夫·戴维多维奇很谦虚。 他只有十三岁，高中毕业。 他的父母认为他太年轻，不能接受高等教育，将他送到巴库经济学院一年。 1922年，朗道进入巴库大学学习物理和化学； 两年后，他转到列宁格勒大学物理系。 到他 19 岁时，朗道已经发表了四篇科学论文。 其中一个是第一个使用密度矩阵的，这是一种现在广泛用于描述量子能态的数学表达式。 1927年大学毕业后，朗道进入列宁格勒物理技术研究所研究生院从事电子磁学理论和量子电动力学研究。 他贪婪地扑向物理文学，阅读仍然“炙手可热”的量子力学著作，当时量子力学正经历着风暴般的诞生，所有文章都是刚刚从作者的笔下出来的——微观世界物理学的创造者。 那些年朗道绝非孤军奋战，他的科学观也不是他一个人形成的。 在他旁边并处于相当接近水平的是其他年轻的理论家。 这是一家由共同利益联合起来的亲密公司。 三个人定下了基调：朗道、加莫夫和伊万年科，然后布朗斯坦加入了他们。 他们称自己为“爵士乐队”。 就在那时，Landau 变成了 Dau； 他一生都带着这个名字。 这是所有与他关系密切的人的名字，包括他的学生。 从 1929 年到 1931 年，朗道在德国、瑞士、英国、荷兰和丹麦执行科学任务。 在那里，他会见了当时新量子力学的创始人，包括维尔纳·海森堡、沃尔夫冈·泡利。 朗道大部分时间都在哥本哈根与尼尔斯·玻尔一起度过。 玻尔研究所是一个真正的世界理论物理学中心，是来自世界各地的理论家汇聚的“物理麦加”。 那里进行了很多艰苦的工作。 从那些年开始，直到他生命的尽头，他与博尔的友谊和对博尔的爱一直存在。 他们的每一次会议都将是朗道的假期。 在国外，Landau 对自由电子的磁性进行了重要研究，并与 Ronald F. Peierls 一起进行了相对论量子力学。 这些工作使他跻身于领先的理论物理学家之列。 他学会了如何处理复杂的理论系统，这项技能对他后来很有用，当时他开始研究低温物理学。 1931年，朗道回到列宁格勒，但很快又搬到了当时的乌克兰首都哈尔科夫。 在那里，朗道成为乌克兰物理与技术学院理论系主任。 同时，他领导哈尔科夫机械工程学院和哈尔科夫大学的理论物理系。 1934年，苏联科学院授予他物理和数学科学博士学位，没有通过论文答辩，次年获得教授称号。 在哈尔科夫，朗道发表了关于恒星能量起源、声音的分散、碰撞中的能量转移、光的散射、材料的磁性、超导性、物质从一种形式的相变等不同主题的著作到另一个，以及带电粒子流的运动。 这使他享有异乎寻常的多才多艺的理论家的美誉。 兰道关于电相互作用粒子的工作后来证明是有用的，当时等离子体的物理学 - 热的带电气体 - 出现了。 借用热力学的概念，他表达了许多关于低温系统的创新想法。 朗道的作品由一个特点结合在一起——数学仪器在解决复杂问题方面的精湛应用。 朗道对量子理论和基本粒子的性质和相互作用的研究做出了巨大贡献。 他的研究范围异常广泛，几乎涵盖了理论物理学的所有领域，吸引了许多才华横溢的学生和年轻科学家来到哈尔科夫，其中包括叶夫根尼·米哈伊洛维奇·利夫希茨，他不仅成为朗道最亲密的合作者，而且成为他的朋友。 在朗道附近长大的学校将哈尔科夫变成了苏联理论物理学的领先中心。 令人惊讶的是，一所严格的科学学校诞生于三十年代中期，当时它的创始人还不到三十岁，而且他经常与他的追随者同龄。 这就是为什么在这所学校里，每个人都在一起，很多人都和老师一起“你”。 朗道的学校可能是俄罗斯科学界最民主的社区。 任何人都可以加入——从科学博士到小学生，从教授到实验室助理。 申请人唯一需要做的就是成功地将所谓的 LANDAU THEORMINIMUM 交给船长本人或他信任的员工。 通过朗道理论最小值，类似于攀登“八千山”时对登山者的考验。 Yevgeny Livshits 说，从 1934 年开始，Landau 本人开始保留一份通过这项测试的人员名单。 到 1962 年 XNUMX 月，这份特级大师名单只包括 XNUMX 个名字。 但其中十个名字已经属于院士，二十六个属于科学博士！ 为了帮助他的学生，朗道于 1935 年创建了理论物理综合课程，由他和 Lifshitz 以系列教科书的形式出版，其内容由作者在接下来的 XNUMX 年中不断修订和更新。 这些教科书被翻译成多种语言，当之无愧地被全世界视为经典。 但朗道和他的同志们并没有靠一份工作为生。 在空闲时间，他们打网球、作曲、演出、安排化妆舞会，而且通常以各种可能的方式玩得开心。 和列宁格勒一样，年轻人互相取绰号。 兰道被称为“瘦狮子”（后来他开始自言自语说自己没有体质，而是体型减法）。 然而，他有一定的优雅。 甚至技能。 不错，虽然很有趣，但不按规则拿着球拍，他打网球。 从哈尔科夫开始，朗道的个人命运开始发生变化。 他遇到了Concordia Drobantseva，她的绝世美貌让他一见倾心，并爱上了她。 几年后的 1937 年，一家糖果厂的工艺工程师 Kora Drobantseva 搬到了莫斯科，成为了朗道的妻子。 1946 年，他们的儿子伊戈尔出生了，他后来在同一物理问题研究所担任实验物理学家，他的父亲在那里做了很多工作。 朗道鄙视那些决心彻底颠覆科学并在其中高举自己的人，以及任何科学界的野心家和机会主义者。 Dau 是一个非常干净的人，O. N. Trapeznikova 说。 因此，他的很多行为都不能用普通的标准来衡量。 他与“野牛”作斗争，讨厌“蚋”。 同时，特拉佩兹尼科娃回忆说，当她问及他最看重人的什么品质时，朗道毫不犹豫地回答：“善良。” 朗道和他的一些朋友和学生之间的矛盾开始演变成大麻烦，事情发生了严重的转折。 最后，提出了搬到另一个城市的问题。 1937年，朗道应彼得·卡皮察的邀请，在莫斯科新成立的物理问题研究所担任理论物理系主任。 但第二年，朗道因涉嫌为德国从事间谍活动而被捕。 只有直接向克里姆林宫上诉的卡皮察的干预，才有可能确保兰道获释。 当朗道从哈尔科夫搬到莫斯科时，卡皮察的液氦实验正如火如荼地进行着。 气态氦在冷却到低于 4,2 K 的温度时变为液态（以开氏度为单位，测量绝对温度，从绝对零开始测量，或从负 273,18 °C 的温度开始测量）。 在这种状态下，氦被称为 helium-1。 当冷却到低于 2,17 K 的温度时，氦变成一种称为 helium-2 的液体，具有不同寻常的特性。 Helium-2 如此轻松地流过最小的孔，就好像它根本没有粘性一样。 它沿着容器壁上升，仿佛不受重力影响，导热系数是铜的数百倍。 Kapitsa 将氦 2 称为超流体。 但是，当通过标准方法进行测试时，例如，通过测量给定频率下圆盘的扭转振动阻力，结果证明氦 2 的粘度不为零。 科学家们认为，氦 2 的异常行为是由于与量子理论领域相关的效应，而不是经典物理学，经典物理学仅在低温下出现，通常在固体中观察到，因为大多数物质在这些条件下会冻结。 氦气是一个例外——如果它没有受到非常高的压力，它在绝对零下仍然保持液态。 1938 年，Laszlo Tissa 提出液氦实际上是两种形式的混合物，氦 1（正常液体）和氦 2（超流体）。 当温度下降到接近绝对零时，氦 2 成为主要成分。 这个假设可以解释为什么在不同条件下观察到不同的粘度。 Landau 使用一种全新的数学工具解释了超流体。 当其他研究人员将量子力学应用于单个原子的行为时，他以几乎与固体相同的方式处理大量液体的量子态。 Landau 提出了关于存在两个运动分量或激励的假设：声子，它描述声波在低动量和能量值下相对正常的直线传播，以及描述旋转运动的转子，即更高的动量和能量值激发的更复杂的表现。 观察到的现象是由于声子和旋转子的贡献及其相互作用。 兰道认为，液氦可以被视为浸入超流体“背景”中的“正常”成分。在一项关于液氦通过狭窄狭缝流出的实验中，超流体成分在声子和旋转子与墙壁碰撞时流动。捉住它。 在圆盘扭转振动的实验中，超流体成分的影响可以忽略不计，而声子和转子与圆盘碰撞并使其减速。 正常和超流体组分的浓度比取决于温度。 转子在 1 K 以上的温度下占主导地位，声子在 0,6 K 以下时占主导地位。 朗道的理论及其随后的改进不仅可以解释观察到的现象，还可以预测其他不寻常的现象，例如，两种不同的波的传播，称为第一声和第二声，具有不同的性质。 第一种声音是普通声波，第二种是温度波。 朗道的理论有助于在理解超导性质方面取得重大进展。 1941 年夏天，研究所被疏散到喀山。 在那里，与其他员工一样，朗道首先将自己的力量投入到防守任务中。 他建立了理论并计算了决定武器战斗力的过程。 1945 年，战争结束后，朗道发表了三篇关于引爆炸药的文章，发表在《科学院报告》中。 战争结束后直到 1962 年，他致力于解决各种问题，包括研究一种原子质量为 3（而不是通常的质量为 4）的稀有氦同位素，并为它预测一种新型波传播，他称之为“零声”。 请注意，在绝对零温度下，两种同位素混合物中的第二种声音的速度趋于零。 朗道还参与了苏联原子弹的制造。 上世纪 XNUMX 年代，通讯成员 Artemy Alikhanyan 讲述了一个关于 Dau 的几乎难以置信的故事。 拜访他时，他抱怨说，在阿拉加普宇宙射线站，他和他的合作者无法获得一个与实验一致的对宇宙非常重要的能量公式。 在问了两三个问题后，兰道说：“你和我的加里克在这里玩，我会去我的房间待一分钟……”一刻钟后他回来了……在一张潦草地写着的床单上幼稚清晰的涂鸦，推导出想要的公式！.. 朗道辛勤而富有成果的工作强度直到决定性的一天才丝毫减弱。 7 年 1962 月 XNUMX 日，在前往杜布纳的高速公路上发生了一场车祸……没有人应该受到责备。 最糟糕的天气。 黑冰。 女孩跑过马路。 突然刹车的客车剧烈地打滑。 迎面而来的卡车的一击从侧面传来，坐在门口的乘客感受到了它的全部力量。 新年的第一个周日早晨发生了俄罗斯和世界科学界的悲惨事件。 物理学家们回了电话，被有关兰道院士不幸的谣言惊呆了。 每个人都检查了事情的真实性。 总而言之，这句话听起来很荒谬：“道不省人事！” 他是意识的体现。 创造意识。 但是奇迹发生了——朗道活了下来！ 而这个奇迹是与物理学博士一起创造的。 国际航空飞行员参加了在莫斯科向“兰道先生”运送急需药品的接力赛。 药品从美国、英国、比利时、法国、捷克斯洛伐克飞来。 院士 Nikolai Semyonov 和 Vladimir Engelhardt 在 7 月 XNUMX 日的第一个命运多舛的星期天合成并消毒了一种对抗脑水肿的物质。 列宁格勒的成品安瓿在他们前面。 但受害者的两位七十岁同事的积极冲动是什么！ 六个星期以来，他一直处于昏迷状态，近三个月来甚至不认识他的亲人。 出于健康原因，朗道无法前往斯德哥尔摩接受 1962 年诺贝尔奖，因为他“因为他的凝聚态物质，特别是液氦的基本理论”而获得了诺贝尔奖。 瑞典驻苏联大使在莫斯科为他颁奖。 朗道又活了六年，但重伤和伤病太多了。 剧烈的疼痛折磨了朗道很长一段时间，而且几乎是持续不断的。 他无法回归科学。 兰道生前说：“我的生活过得很好。我在任何事情上总是成功的。” 列夫·戴维多维奇于 1 年 1968 月 XNUMX 日去世。 除了诺贝尔奖和列宁奖，朗道还获得了三个苏联国家奖。 他被授予社会主义劳动英雄称号。 In 1946 he was elected to the USSR Academy of Sciences. 丹麦、荷兰和美国的科学院、美国科学与艺术学院和法国物理学会都选举他为会员。 伦敦物理学会和伦敦皇家学会。 他被授予马克斯普朗克奖章，弗里茨伦敦奖。 作者：萨明 D.K.
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