21.个性奇特的朗道（1）

半导体物理是凝聚态物理的一个分支。说到凝聚态，自然要想到它的奠基人朗道。

笔者那一代的物理系学生，大多数都是从那一大叠教科书认识了朗道的。朗道和他的得意门生栗弗席兹合著的《理论物理教程》，正如理论物理所郝柏林先生所说的^【1】：“是一部空前而且很可能绝后的巨著。这套书描述了一个理论物理工作者应当具备的基础知识”。这一套十册经典著作，孕育了前苏联，以及全世界好几代的理论物理学家。

物理学家列夫·达维多维奇·朗道（Lev Davidovich Landau，1908-1968），因其对液氦所作的先驱性理论，被授予1962年诺贝尔物理学奖。朗道曾经自称是世界上最后一个全能的物理学家，也不知道多少物理学家能认可他的这个结论。但是却可以肯定，大多数当年接触过朗道的人都不会反对下面的说法：朗道是一个绝顶聪明、且具有非常独特个性的物理学家。

有关朗道的传闻轶事很多，朗道对理论物理方方面面的贡献也一言难尽。这儿仅从朗道的传奇一生中，精选几条：

a）三剑客初试啼声，侃物理锋芒毕露。

上世纪20年代，风景优美的列宁格勒大学，也叫圣彼得堡国立大学。那一座座古老而雄伟的建筑，象征着俄罗斯的悠久历史和丰富文化遗产。在物理学院的校园中，图书馆的长廊里，经常活跃着三个年轻人的身影。他们是被人称之为“三剑客”的三个理论物理学生：朗道、伽莫夫、伊凡宁柯（见图21.1左图）。

三剑客中最年轻的是朗道，他高挑瘦削的身材，一双微微突出来的大眼睛，几缕黑色的卷发不时地掉下来，随意地搭拉散布在高高宽宽的额头上。他13岁就修完了中学课程，并自学了微积分。这年，他19岁，朋友们为他庆祝生日，也同时祝贺他大学毕业。那时候的“三剑客”，在一起讨论数学，畅谈物理，彼此亲密无间，互用昵名相称，谁又能料到几十年之后他们各自的不同命运呢？

三个人风华正茂，为当时物理中诞生不久的量子力学和相对论而欢欣鼓舞，激动万分。朗道经常恨自己生得晚了几年，没能赶上这两个革命性的物理理论开创的年代。他曾经遗憾而风趣地比喻说：“漂亮姑娘（指量子力学中的好课题）都和别人结婚了，我们只好找不太漂亮的谈恋爱！”。尽管如此，三个朋友仍然雄心勃勃，干劲十足。他们指点大师，激扬理论，同学少年，气壮如牛。还发表了好些篇有一定水平的专业文章。朗道和好几个同学都曾经合作发表论文。他和伊凡宁柯一起研究费米子；和伽莫夫合作宇宙学。

有趣的是，据说三个人还曾经共同喜欢过一个漂亮女孩。为了取悦她而合作发表了一篇只有短短三页纸的物理论文^【2】。这篇文章考察物理学中的几个基本的普适常数和相互转换。三位物理学家一直未将这篇区区小文当回事儿。但是后人却认为它的意义不凡，直到近几年也还经常被其它论文引用。不过，论文虽然发表了，“三剑客”中的任何一位却都没有赢得那位女孩的芳心，并且，科学史家们至今也未能考证出这个女孩的名字和来历。无法载入史册，后人颇为遗憾，一笑。

图21.1：列宁格勒大学理论物理三剑客；伽莫夫的漫画：朗道和波尔

漫画的标题是：波尔“插嘴”的唯一途径是塞住朗道的嘴

（Bohr′s only way “to get a word in”was to gag Landau!）

很难说清楚三剑客这段年轻时候的经历对他们后来的学术生涯有多大影响，但后来三个人都成为颇有声名的物理学家，对物理学做出了杰出的贡献，这是不争的事实。（“三剑客”后来扩展成了“五位火枪手”）

据说朗道曾经如此来形容他们这三个人：朗道用菱形代表自己，认为自己是头脑聪敏，屁股坐不住，静不下心来做学问的人（上下都尖）；用三角形代表伽莫夫（上尖下平：表示头脑聪敏且能坐得住）；用方形表示伊凡宁柯（上平下平：聪明不足但坐得住）。有人说：“性格即命运！”如今看起来，这三个几何图像似乎的确成了三人迥然不同的性格特征和命运的预言！

伽莫夫（1904-1968）在1933年出席于布鲁塞尔召开的一次物理会议时，逾期不归，在居里夫人的帮助下移居美国，后任教于加大伯克利分校。他是量子隧道效应的发现者，波尔赞誉他说：“伽莫夫是另一个海森堡”。笔者的另一篇博文曾经介绍过伽莫夫^【3】，在此不再赘述。伽莫夫早期用隧道效应解释α衰变，其后提出大爆炸理论，又问津生物学中的遗传密码问题。总之，他虽然未曾获得诺贝尔奖，却作出了3个相当于诺奖级别的成就。这是一个头脑灵活、命运稳当的人。

朗道也很聪明，但命运多舛，大起大落，如菱形般始终难以稳定平衡。他不幸于54岁时遭遇车祸，过早地结束了作为一个物理学家的生命。不过，他得了诺贝尔奖。

德米特里·伊凡宁柯（1904-1992），是三剑客中的长寿者。智力不算最顶尖，却能老老实实地做学问。尽管在一段时间内，人们对伊凡宁柯政治方面的所作所为颇有争议，特别是朗道和伊凡宁柯后来一直是仇敌，但人算不如天算，朗道没能活过伊凡宁柯。天分固然重要，但时间的积累效应也不容小觑，伊凡宁柯稳稳当当地任职莫斯科大学50多年，对原子核的质子-中子模型和场论，也做出了不凡的贡献。最后，安享90岁高龄，无疾而终。好一个四平八稳的方形！

b）战泡利唇枪舌剑，敬波尔亦师亦友。

1930年左右，朗道到德国、瑞士、荷兰、英国、比利时和丹麦各地游学一年半。见到了一大帮活跃在量子领域的物理学家。当时的欧洲，学术气氛浓厚，大师云集，使朗道大开眼界。在德国，他会见了爱因斯坦，但是，没有成功地说服这个“老”男人同意量子力学的正确性^【4】。

特别是在丹麦哥本哈根玻尔研究所工作的一段时间，给朗道的印象尤为深刻。

玻尔研究所是当时理论物理学家们朝圣的麦加。年轻的朗道素以口无遮拦、言辞犀利而著称。在玻尔的讨论班上与人争论时，他更是咄咄逼人，锋芒毕露。争论对手中最能与之匹配的是有“上帝鞭子”之称的泡利。两人都在场的时候可热闹了，争论到两个人嗓子都嘶哑了还胜负难分。在听物理报告会时，朗道则经常喧宾夺主，夸夸其谈，以至于波尔经常要无可奈何地提醒他：“朗道，只做些评论吧！现在让我说上几句。”

难得的是，傲慢自负的朗道终身景仰玻尔。两个人虽然性格迥异，对物理现象高度敏锐的直觉却是一致的。朗道很少提及他的老师，但却经常自称是波尔的弟子。

c）卡皮查力保英才，共患难攻克超流。

除了波尔之外，与朗道合作研究和始终患难与共的朋友是另一位前苏联物理学家卡皮查。

尽管卡皮查比朗道大14岁，但他们却有许多共通之处：同样率直的性格，类似的政治遭遇，共同的科研兴趣，同作低温物理研究，先后荣获诺贝尔奖。也就是在1930年左右的欧洲游学时，朗道和卡皮查在剑桥大学的卡文迪许实验室不期而遇，并从此成为终生的朋友。

卡皮查在剑桥十几年，硕果累累，地位不凡。却万万没想到，在有一次回苏联探亲时，被当局无端吊销了护照，被迫做了‘海归’^【5】。不过，这也正好使他与朗道结缘，他作为新任命的苏联科学院瓦维洛夫物理研究所所长，立即邀请朗道当了理论分所的所长。两人一拍即合，双双投入了低温物理（液氦超流体）的研究中，卡皮查做实验，朗道钻研理论，真是天作之合！

后来，朗道因为部分政治原因，部分人缘关系的原因而被捕入狱后，卡皮查不顾自身安危，差点搭上身家性命，多次上书苏联政府。最后，经过整整一年的努力，花了九牛二虎之力，终于将朗道力保出狱。其间，波尔也曾经致信斯大林要求释放朗道。经过这次波折之后的朗道，傲慢自大的古怪脾气有所收敛，潜心研究物理，之后短短几个月之内，就成功地完成了液氦超流的理论解释。

不过，朗道在那场红色大清洗运动中还算是幸运的。同时被捕的朗道的朋友，另一位杰出低温物理学家舒勃尼科夫（Shubnikov，1901-1937），被捕不久就被斯大林处决了。

【1】郝柏林：朗道百年http://power.itp.ac.cn/~hao/ld100_phys.pdf

【2】Gamov, D. Ivanenko, and L. D. Landau, Zh.Russ. Fiz. Khim. Ova. Chast' Fiz. 60, No. I, 13(1928).

“普适常数和有限转变”（über die Weltkonstanten und den Grenzubergang），列宁格勒大学主编的《俄罗斯物理学和化学杂志》（物理学部分）。

【3】伽莫夫：http://www.chem8.org/thread-86197-1-1.html

【4】Lev D. Landau: His Life And Work. F. Janouch(CERN). Mar 1979 - 21 pages. CERN-79-03, CERN-YELLOW-79-03.

【5】解道华：“朗道与卡皮查”，自然辩证法通讯 , Journal of Dialecticsof Nature, 2005年 05期。

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