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如果他早生几年,就轮不到薛定谔虐猫了,连诺贝尔奖都为他破例

已有 6448 次阅读 2017-1-20 09:44 |系统分类:人物纪事



我这辈子没有白活

总是事事成功



对于理工科的学生来说,哪怕没看过,也一定听过《生活大爆炸》

里面那个被大家亲切地叫做“谢耳朵”的科学家,是个十足的挑剔狂

他智商爆表却有着各种各样的怪癖,似乎总是看不上任何人


然而,也有例外,比如他的偶像费曼

当他有机会坐上自己偶像的车的时候,一改冰山脸,高兴地手舞足蹈



理查德·费曼


费曼,确实也是个神奇的科学家

玩得转原子弹,办画展手到擒来

成就了量子电动力学的一片天地


有才有颜,费曼也是很逆天了

不过,人们倒是很喜欢把费曼和另一个天才物理学家扯到一起

甚至还有些腐女编了一段两人的“断背山”故事



费曼                                                                 朗道


费曼写了一套物理学教材,叫费曼三卷

而朗道也写了一套物理学教材,叫朗道十卷


学生们看费曼的教材,总有一种“我也能成为物理学家”的错觉

学生们看朗道的教材,总有一种“我不可能成为物理学家”的错觉


学生们看费曼的教材时惊叹:天啊,这居然也能算出来…

学生们看朗道的教材时惊叹:天啊,这居然也能算出来…



《费曼物理学讲义》


他是前苏联知名的物理学家,凝聚态物理学的奠基人

他思想敏锐、学识广博

量子力学、二级相变理论、铁磁体的磁畴结构和反铁磁性、超导电性的混合态理论、原子核的统计理论…

他的研究涉及了物理学的大部分领域



列夫·达维多维奇·朗道(Lev Davidovich Landau)


他是出了名的神童,4岁就能自己读书,13岁就学会了微积分

他提出的预言在18年后才由美国物理学家在实验上验证

他让诺贝尔奖都为他破例,颁奖人为了他飞到莫斯科为他颁奖


列夫·达维多维奇·朗道(Lev Davidovich Landau),最后一个全能物理学家




1908年的1月22日,朗道出生在俄国里海边上的石油城巴库

他的父亲是一名油田上的工程师,母亲则是一名医师

这是一个崇尚科学的家庭,浓郁的科学氛围充满了每一个角度


遗传了父母优质的基因的他,是小城里出了名的神童

4岁的时候,朗道就能自己阅读书籍



朗道一家人


当朗道到了上学年纪,正是一战与苏俄内战打得火热的时候

战事纷扰之下,学校难以维持正常的教学秩序

想要获得知识,大部分的情况下要依靠自学


对于一般的孩子来说,这真的不是什么好消息

然而,对于朗道来说,却是再好不过了




朗道很少与班上的小伙伴一起嬉闹

数学读物上的数字和几何图形是他最着迷的伙伴


7岁的时候,他就学完了中学数学课程

12岁学会微分,13岁学会积分

数学思维,在他的脑海中根深蒂固,几乎成为了他的本能




年仅13岁的朗道已经连跳了好几级

当同龄的孩子刚刚上初中,他已经从中学毕业了

他的父母觉得他读大学还有些早


他的父亲更是希望他能读一个更“实用”一些的专业

于是,他和他的姐姐一起去到经济技术学院学习财经

这对于朗道来说简直是折磨,他根本对财经没有一点兴趣,每天只能浑浑噩噩地混日子




一年后,父母看着煎熬得更加瘦小的朗道,终于同意他去大学学习

14岁的朗道进入巴库大学学习数学、物理学和化学

成为了学校中年纪最小的学生


两年后,从巴库大学毕业的朗道去到了圣彼得堡

此时正值列宁去世,圣彼得堡易名为列宁格勒

朗道进入了当时的列宁格勒大学




上世纪20年代的时候,列宁格勒大学是苏联的科学研究中心

许多有名望的物理学家都聚集在这所学校里


在这里,朗道被物理学的浪潮狠狠冲击

第一次接触到当时尚在成型阶段的量子理论




他被物理学不可置信的美迷住了,将全部的热情都倾注于学习

朗道入迷地演算着海森堡、薛定谔、狄拉克的量子力学


累到极致的他却无法入睡,脑子里不停盘旋着各种公式

“时空弯曲”和“测不准原理”,就像是两个红彤彤的苹果,勾引着朗道内心饥渴的小蛇




他曾经酸溜溜地说,“漂亮的姑娘都和别人结婚了,现在只能追求一些不太漂亮的姑娘了。

这里的漂亮姑娘指的就是量子力学


有人说,朗道生不逢时,他若是早生几年,以他的才情学识,必然可以使他跻身于爱因斯坦、玻尔这样的世界级大师行列




在大学中,朗道的天赋与勤奋无人能及

18岁那年,朗道就发表了第一篇学术论文,处理了双原子分子的光谱问题

同一年,他首次使用了后来被成为密度矩阵的概念,在量子力学和量子统计物理学中起到重要的作用


在朗道19岁生日的前两天,他从列宁格勒大学毕业

成为了苏联科学院列宁格勒技术物理研究所的研究生



物理研究所


苏联的物理学研究已然不能满足朗道,他更想要出去看看

经过好几次申请,1929年10月,他终于得到了出国的允许

人民教育委员会(教育部)的一项基金将他送到欧洲游学


不到两年的时间里,朗道先后在德国、瑞士、荷兰、英国、比利时、丹麦进修与访问

在那段时间里,除了费米之外,他几乎见到了所有的量子物理学家



恩利克·费米


有一次,爱因斯坦演讲,当主持人请听众对演讲者提问的时候

朗道站起来说,“爱因斯坦教授告诉我们的东西并不是那么愚蠢,但是第二个方程不能从第一个方程严格推出,它需要一个未经证明的假设。”


当时所有的与会者都惊讶不已地看着这位不知天高地厚的年轻人

爱因斯坦用心听着,思索片刻后,说到,“他说的完全正确,诸位可以将我今天讲的完全忘掉。”



爱因斯坦


而在丹麦的哥本哈根,朗道更是遇到了自己一生的恩师——玻尔

活跃的朗道给了玻尔深刻的印象

“他对物理课题和人类生活的见解,使得多次讨论会的水平上升了。”


而深受“哥本哈根精神”感染的朗道也十分敬仰玻尔

他虽然只在玻尔那里待了4个月的时间

可他却终身只承认自己是玻尔的学生



朗道与玻尔


在欧洲进修的时候,他在金属理论方面做了重要的工作

他用量子力学来处理金属中的简并理想电子气,提出理想电子气具有抗磁性的磁化率


在瑞士苏黎世的一次讨论会上,当朗道做完有关抗磁性的报告后,他的好友佩尔斯说,“朋友们,让我们面对显示吧,现在咱们只能靠朗道吃剩的面包片生活了。”


在剑桥的卡文迪许实验室中

他结识了自己的同胞——彼得·卡皮查

也是他日后的救命恩人



朗道与卡皮查


两年的访问结束,朗道回到了列宁格勒

才24岁的朗道已经成为了苏联物理学的带头人

他在哈尔科夫的乌克兰科学院物理技术研究所工作,担任理论物理部的主任


朗道的天才实在惊人,回到列宁格勒的他直接就拿到了博士学位,还担任了哈尔科夫大学的教授

他写了一部理论物理学的巨著——《理论物理学教程》

这部被后人称为“朗道十卷”的巨著包罗万象,有十多种文字的译本,并于1962年获得列宁奖




他还创立了著名的理论物理学须知——“朗道位垒”

这是个几乎囊括理论物理学所有重要分支的考试纲要

在朗道逝世前,仅有43人冲过了这个位垒,而这些人,无一例外都成了苏联物理学领域的中坚力量


朗道在哈尔科夫期间,不仅对当时的很多物理现象进行了研究,还为各种新型相变的研究开辟了道路

他发展了普遍的二级相变理论,还对原子碰撞理论、原子核物理学、天体物理学、量子电动力学、气体分子运动论等作了研究



朗道与他的学生们


朗道是个难得的优秀科学家,可却不适合在苏联生活

1937年,斯大林的大清洗逐渐逼近学术界

已经隐约察觉到危险的朗道希望能通过引起公众的注意保护自己


他写了一篇关于中子星的论文,寄给了玻尔,希望得到推荐

他希望这篇论文能够在东西方的学术界都掀起波澜


玻尔自然明白自己这位学生的心思,当天就给他回了信

当时苏联的《信息报》也盛赞了朗道的成果




可惜,政治自古以来就是黑暗而疯狂的

1938年4月28日,朗道因为“煽动颠覆国家政权”被捕入狱,那一年,他刚刚30岁


从小就养尊处优的朗道何时遭受过这样的牢狱之灾

铁窗生活将他折磨地没了人形,难以忍受




一年后,他的好友卡皮查给斯大林写信,说到,“我在对绝对零度时液氮的研究中发现了一些新的现象,这可对现代物理学中最奥秘的领域有所澄清,我需要理论物理学家的帮助,而整个苏联,只有朗道能帮我。”


卡皮查以人格为担保,用辞职相要挟

朗道才终于得以释放,他说,“如果再待半年,可能我就要死掉了。”



卡皮查


出狱后,朗道不负众望,几个月后就完成了液氮超流理论

这个理论让他拿到了后来的诺贝尔奖

然而,由于之前所犯的“错误”,他永远失去了出国的机会


接下来的几十年中,朗道继续着自己的理论物理研究

他对基本粒子物理学和核相互作用,但他拒绝参加苏联的核武器实验


他研究了超导性的唯象理论和粒子在高速碰撞中的多重起源理论

他还研究了与量子场论原理有关的问题




在学术讨论中,朗道常常一针见血地指出别人的错误和缺点

他思想的敏锐性和严密性甚至给一些人造成了严重威胁

他的毒舌程度与泡利有得一拼,甚至比泡利有过之而无不及


他一生中的著作多达120多部

在哈佛大学的图书馆中,以朗道为作者的书目,至今仍远远多于美国人引以为傲的物理学大师——费曼的著作




1962年,正当朗道步入科学成果的丰产期的时候,一场飞来的横祸彻底摧毁了他的科研生涯

1月7日,他乘着车去杜布纳联合原子核研究所

途中,他的车与一辆载重汽车相撞




别人都安然无恙,可朗道却折断了11根骨头

这场车祸震惊了苏联乃至世界的物理学界

各种珍贵的药材从世界各地寄到苏联,很多权威医生也都去到苏联为他会诊


数次病危通知书,几个月的精心治疗

朗道的命是保住了,可却留下了严重的后遗症

他的智力严重受损,已经不可能再进行学术研究




或许是因为感到了紧迫感,诺贝尔奖委员会将诺贝尔物理学授予了他

鉴于朗道的身体状况,根本不可能进行长途的旅行


诺贝尔奖为他破例,专门去到莫斯科为他举行了颁奖仪式

毕竟朗道的获奖,是诺贝尔奖的荣幸




1968年4月3日,勉强持续了6年生命的朗道在莫斯科与世长辞,享年60岁

他或许是上个世纪最有个性的物理学家

就像卡皮查所说,“朗道在整个理论物理学领域中都做了工作,所有这些工作都可以用一个词来描述——卓越。


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