 |
|
В конце двадцатых годов директор ЛФТИ академик Абрам Федорович Иоффе занялся проблемой тонкослойной изоляции. Изобретение тонкослойной изоляции сулило промышленности молодого Советского государства миллионы рублей экономии. В популярной брошюре издания 1930 года Иоффе подробно рассказывает о причинах пробоя изоляторов. Только при очень низких температурах в изоляторе замирает хаотическое движение ионов (заряженных атомов), называемое тепловым движением. Если же к изолятору, положим к кристаллу, приложить напряжение, ионы начнут двигаться: в кристалле возникнет ионная лавина – ток. Каждый движущийся ион, сталкиваясь с атомом, закрепленным в кристалле, выбивает его, заставляет двигаться. На месте одной заряженной частицы оказываются две, при следующем столкновении – четыре, потом – восемь и так далее. «Однако и здесь удалось найти остроумный выход из положения, – пишет Иоффе. – Представим себе листок изолятора, толщина которого так мала, что ион при движении от одного электрода до другого испытывает всего пять столкновений... Словом, для тонкого листка изолятора ионная лавина не сможет достигнуть сколько-нибудь опасной величины. Чем меньше толщина изолятора, тем ближе его электрическая прочность к пределу прочности, вычисленному как электрическая сила, нужная для разрыва кристалла. Для очень тонких слоев изолятора, например для листочков слюды толщиной в несколько десятитысячных миллиметра, наблюденная электрическая прочность соответствует вычисленной». Поскольку в ту пору в Советском Союзе не было оборудования, необходимого для подобных экспериментов, опыты по тонкослойной изоляции проводились в Германии, в лаборатории Сименса. В разгар работ по тонкослойной изоляции из полуторагодичной заграничной командировки в ЛФТИ вернулся молодой аспирант Лев Ландау. Он усомнился в правильности выводов Иоффе и доказал полную теоретическую необоснованность тонкослойной изоляции. Когда работы по тонкослойной изоляции были перенесены в СССР, опыты резко разошлись с данными лаборатории Сименса. Даже на материале, привезенном из Германии, не могли получить эффекта тонкослойности. Ландау показал, что теоретическая картина твердого тела не допускает необходимого для тонкослойной изоляции разгона ионов в твердом теле. Иоффе вынужден был признать, что само по себе уменьшение толщины не увеличивает прочности. Но Абрама Федоровича обидела резкость суждений молодого ученого. Однажды Иоффе в сердцах заявил Льву, что не видит смысла в его последней работе. – Теоретическая физика – сложная наука, – ответил Ландау, – и не каждый может ее понять. Иоффе счел себя оскорбленным. Он дал почувствовать Ландау, что дальнейшее его пребывание в институте нежелательно. Ландау ушел из ЛФТИ. Профессор Иван Васильевич Обреимов предложил Ландау занять кафедру теоретической физики в Харькове, и летом 1932 года Лев уехал из Ленинграда. Украинский физико-технический институт (УФТИ) был открыт 7 ноября 1930 года. Ядро его составили бывшие сотрудники ЛФТИ: И. В. Обреимов, Л. В. Шубников, К. Д. Синельников, А. И. Лейпунский, А. К. Вальтер, Д. Д. Иваненко, В. В. Гей, Ю. Н. Рябинин, В. С. Горской. 15 августа 1932 года Л. Д. Ландау был назначен заведующим теоретическим отделом УФТИ вместо вернувшегося в Ленинград Иваненко. Одновременно он руководил кафедрой теоретической физики физико-механического факультета Харьковского механико-машиностроительного института, а позднее – и кафедрой общей физики Харьковского государственного университета. Лев получил комнату рядом с институтом, на улице Осторожно, кусается! Возвращаясь с работы домой, он вывешивал объявление: «Магазин открыт». Уходя, переворачивал его другой стороной: «Магазин закрыт». Институт был молод, и Дау был молод, работалось ему легко, трудился он увлеченно, засиживался за работой допоздна – словом, был счастлив. У каждого сотрудника был свой ключ от библиотеки – занимались, сколько душе угодно. В Харькове Ландау впервые выступил как лектор. Он явился на первую лекцию в сандалиях на босу ногу, широких парусиновых брюках и голубом пиджаке. Костюм молодого ученого произвел фурор. Лекции он читал блестяще. Великолепное знание материала, остроумие сделали Ландау любимым преподавателем. Со студентами он держался совсем просто. Его можно было спрашивать о чем угодно. Но едва начиналась сессия, студенческим восторгам приходил конец. – Вы не знаете не только институтского курса, но даже школьной программы, – заявил он многим на первом экзамене. – Лев Давидович, но я проработал два тома Хвольсона! – молил нерадивый студент. – Если бы вы их прочли, у вас было бы другое выражение лица. Из всех третьекурсников Ландау перевел на четвертый курс только одного. Остальные провалились. Неслыханный скандал! Был срочно созван ученый совет. Ландау намекнули, что знания студентов зависят от качества преподавания. – Значит, им в школе плохо преподавали алгебру, – парировал Ландау. – Какую алгебру? Вы же экзаменовали их по физике? – Но если человек не знает алгебры, он в жизни не выведет ни одной формулы. Какой же из него выйдет инженер? Руководство института растерялось. Ясно было, что молодой преподаватель не намерен сдаваться. Назначили другого экзаменатора, перетрусившие студенты благополучно сдали экзамены и были переведены на четвертый курс. В 1933 году Нильс Бор прислал своему ученику приглашение принять участие в конференции по теоретической физике, и Ландау снова побывал в Копенгагене. На следующий год Лев еще раз посетил своего учителя. В 1934 году Ландау присвоена степень доктора физико-математических наук без защиты диссертации, а в 1935 он получил звание профессора. Труды двадцатишестилетнего ученого и его коллег по УФТИ привлекли внимание советских и зарубежных теоретиков. Харьков превращается в крупный физический центр: здесь созываются конференции по теоретической физике, в которых принимают участие Бор, Паули, Вейскопф, Плачек, Пайерлс. В Харькове начал издаваться на русском и немецком языках «Физический журнал Советского Союза». Чтобы привлечь зарубежных подписчиков, целый год его рассылали по разным странам бесплатно. Шрифты заказывали в Ленинграде. Вначале работать было трудно: наборщики немецкого языка не знали, и приходилось делать до двенадцати корректур. В Харькове у Ландау появились первые ученики. Вначале их насчитывалось немного. Почти все были ровесниками Дау или куда старше 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. – Меня интересует, – говорил Ландау 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. Профессор всегда находил время поговорить со студентом. 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. Больше не приходите. У меня каменное сердце, и ложной жалости нет. 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 научного общества третьекурсник Александр Компанеец выступал с докладом. Едва он кончил, встал Лев Давидович, доказал полную несостоятельность утверждений докладчика и ушел. Шура следом. Он не помнил, как он шел и куда. Жилище профессора поразило Шуру. Стол, шкаф, стулья покрашены веселыми красками: розовой, красной и голубой. Как в детском саду! В углу – тахта с большими подушками в ярких наволочках, 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 Шура Компанеец первым сдал профессору теоретический минимум. За ним выдержали экзамены Исаак Померанчук, Илья Лифшиц, Александр Ахиезер, Вениамин Левич. (За четверть века теоретический минимум сдало всего сорок три человека.) Семинар не помешал 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. В ферромагнетиках и антиферромагнетиках атомы имеют магнитные моменты и представляют собой как бы микроскопические магнитные стрелки. При низких температурах эти стрелки выстраиваются как бы в определенном порядке. В ферромагнетике все моменты выстраиваются параллельно. Отсюда и происходит намагниченность в отсутствие внешнего поля. В антиферромагнетике возникает другой периодический порядок магнитных моментов, при котором они направлены попеременно в противоположные стороны. Эту структуру можно себе представить, как две вставленные одна в другую ферромагнитные кристаллические решетки (или, как их называют, подрешетки) с противоположной намагниченностью. В целом антиферромагнетик не обладает собственным магнетизмом, а так же, как парамагнетик, намагничивается лишь под влиянием внешнего поля. Но в отличие от парамагнетика величина его намагниченности обладает сильной анизотропией, иными словами, намагниченность сильно зависит от ориентации магнитного поля по отношению к магнитным моментам подрешеток. Если внешнее поле перпендикулярно этим моментам, то намагниченность значительно больше, чем при параллельной ориентации. В 1935 году выходит работа Ландау «Доменная структура ферромагнетиков и ферромагнитный резонанс», выполненная им совместно с Е. М. Лифшицем. Гипотеза о существовании ферромагнитных доменов была высказана Вейссом еще в 1907 году, но только спустя двадцать восемь лет Ландау и его соавтор доказали это теоретически. Как уже говорилось, магнитные моменты атомов в ферромагнетике ориентированы параллельно. Почему же при этом большой образец ферромагнетика (например, кусок железа) может быть ненамагниченным? Связано это с тем, что такой образец разбивается на попеременные слои, называемые доменами, у которых магнитные моменты направлены в противоположные стороны. Каждый такой слой включает много атомных слоев. Такая разбивка на домены имеет место лишь у достаточно больших образцов. Мелкие части ферромагнетика всегда намагничены, в то время как большой образец может быть и ненамагниченным. Если поместить такой образец в магнитное поле, то происходит возрастание одних доменов за счет других и частичный поворот магнитного момента в каждом домене. В результате образец оказывается намагниченным. В своей работе Ландау и Лифшиц дали полную теорию доменной структуры, определили форму и размеры доменов. Кроме того, в той же работе было предсказано явление так называемого ферромагнитного резонанса: резкое увеличение поглощения электромагнитных волн в ферромагнетике при определенном значении частоты. «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 управление в случае кулоновского взаимодействия, теория мономолекулярных реакций, свойства металлов при очень низких температурах, теория дисперсии и поглощения звука, теория фотоэлектрических явлений в полупроводниках», – пишет Е. М. Лифшиц. Евгений Михайлович Лифшиц становится соавтором Ландау и по многотомному «Курсу теоретической физики», который Ландау задумал еще в Ленинграде. Концентрация материала, лаконизм, редкое сочетание простоты и глубины изложения сделали эти книги физической энциклопедией. История физики не знала подобного труда. Курс состоит из семи книг (задумано было девять):
Почти все эти книги неоднократно перерабатывались авторами, и каждая такая переработка фактически равноценна написанию новой книги. Книги Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица обладают достоинствами, которые редко встречаются в подобного рода курсах. Это прежде всего исключительная полнота и четкость изложения. После прочтения книги читатель получает отчетливое представление обо всех основных проблемах, решенных данной отраслью теоретической физики, а также о том, какие вопросы еще требуют разрешения. Другое достоинство книг этого теоретического курса в том, что они – настоящее руководство к действию. Довольно часто книги по теоретической физике пишут так, что читатель, даже понимая их, с изумлением обнаруживает, что он не в состоянии самостоятельно решить ни одной задачи в соответствующей области. В книгах Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица материал изложен в такой форме, что дает в руки изучающему все наиболее эффективные методы теоретической физики, причем так, что читатель оказывается в состоянии легко применить их к решению интересующих его проблем. Этому в немалой степени способствуют многочисленные задачи, помещенные в конце большинства разделов курса. Такие задачи, иногда простые, иногда сложные, но всегда остроумные, отнюдь не являются упражнениями с готовыми формулами, а требуют размышления и хорошего владения материалом. К каждой задаче дается простое и изящное решение, помогающее читателю проверить себя. Многие из этих задач в свое время были предметом научных исследований. Совместный труд в науке – дело деликатное, подсчитать степень участия в нем того или другого человека в процентном отношении очень трудно. В Харькове Ландау ввел в практику такой способ совместной работы, при котором соавтор трудился нисколько не меньше, чем он. Неверно было бы полагать, что работа протекала гладко и спокойно. Скорее наоборот. Предварительно обсуждалась небольшая глава. Через некоторое время соавтор приносил отпечатанный на машинке отрывок. Дау яростно набрасывался на каждую страницу, критиковал каждый абзац. Очень часто случалось так, что ученик Ландау не выдерживал, убегал, но через некоторое время появлялся снова с переписанным отрывком. Бросив взгляд на исправленные страницы, Ландау больше к ним не возвращался. Анализу подвергался следующий отрывок. Снова стремление «раздраконить» каждую страницу, снова шквал огня, не оставляющий завуалированной ни одной неясности. Последний вариант безупречен – прост и художествен по форме. – Это очень трудно, даже, можно сказать, ужасно, – невольно вырвалось у одного из самых молодых учеников Ландау, когда он рассказывал о совместной работе со Львом Давидовичем. – Читал «Квантовую механику», – вспоминает другой ученик. – В иных книгах порой чувствуешь, что автор В Харькове вышли первые книги Ландау: «Электропроводимость металлов», написанная вместе с Компанеецем, и «Задачи по теоретической физике», написанные с Е. Лифшицем и Л. Розенкевичем. Разумеется, при такой нагрузке надо было временами полностью «отключаться» от физики. Друзья заметили, что на досуге Дау не любит заниматься «умными» играми, например, шахматами. На отдыхе он веселится, как легкомысленный студент. Каких только словечек он не выдумал! Так, мужья, сидящие под каблуком у жен, – это «подкаблучники». Мужчины, неравнодушные к прекрасному полу, подразделяются на два класса: «душисты», для которых важнее всего душа дамы сердца, и «красивисты», которые ценят красоту предмета страсти. «Красивисты» делятся на «мордистов» – тех, что восторгаются хорошенькими личиками, и «фигуристов». Женщины распределяются по пяти классам: к высшему, первому, принадлежит немецкая кинозвезда Анни Ондра – это идеал. Ко второму – хорошенькие и красивые, к третьему – миловидные, к четвертому – те, у которых есть хоть В институте Дау приобрел славу задиры. Он готов был лезть в драку с любым очковтирателем, с любым подхалимом, или, как он называл их – Палач! Иезуит! Жил в Харькове некий N, человек в высшей степени самовлюбленный. Его научные изыскания сводились к тому, что он все списывал у других. «Работал» он очень много и опубликовал тьму статей. Ландау сыграл с этим N злую шутку: он попросил своих друзей в Москве, чтобы они прислали N телеграмму о том, что Нобелевский комитет решил присудить ему Нобелевскую премию, поэтому просит N, чтобы тот представил теоретическому отделу УФТИ к первому апреля все свои работы перепечатанными на машинке в двух экземплярах. N потерял голову. Времени оставалось в обрез, и он не обратил внимания на несколько подозрительную дату вручения рукописей. Задыхаясь от спеси и сознания собственного величия, он перестал здороваться со старыми знакомыми. Надо ли описывать, что с ним творилось, когда, положив на стол заведующего теоретическим отделом Л. Д. Ландау переплетенные рукописи, он вдруг услышал: – Неужели вы подумали, что за эту муру́ могут дать Нобелевскую премию? С первым апреля! Воистину – бог создал дураков и гусей, чтобы было кого дразнить. – Ты думаешь, если сказать хаму комплимент, то он перевоспитается? Как же, жди! – заявил Дау приятелю. Не поздоровилось и американцу N, физику, систематически торговавшему в Харькове заокеанским барахлом. Дау расклеил по всему городу объявления: «Продается дешевое козье молоко» с указанием адреса и телефона спекулянта. С продуктами было в те годы плохо, и американцу не стало житья: с утра до ночи харьковчане требовали от него молока. Телефон американец накрывал подушкой, а к двери боялся подойти: в парадном с утра шумела толпа. В конце концов предприимчивый коммерсант был вынужден оставить Харьков. Как-то молодой физик Леня Верещагин надумал: хорошо бы закрыть воду в душе, когда – Всем известно, что я язва здешних мест, – смеялся Дау. Но друзья чувствовали себя с Дау легко. Было в нем – Я люблю людей, кроме пресыщенных жизнью ничтожеств. Однажды Дау пришел на университетский выпускной вечер. – Представьте меня самой хорошенькой девушке, – попросил он своего знакомого. Его подвели к Коре Дробанцевой. Если в мечтах ему рисовался образ идеальной красавицы, то Кора была на нее очень похожа: белокурая, нос чуть вздернут, глаза большие, Дау сиял. Он пошел провожать новую знакомую, рассказывал ей о Дании, где недавно был по приглашению Нильса Бора. Он попросил разрешения навестить Кору. Через два дня он явился. Позвонил. Дверь отворилась, на пороге стояла Кора. Но она не узнавала его! – Вы, наверное, к Коре? Заходите, пожалуйста. – Познакомьтесь, это Надя, моя младшая сестра, – сказала Кора. – А я вначале принял вас за Кору, – смутился Дау. – Нас всегда путают, – улыбнулась Надя. Их было три сестры, и все очень похожи: яркие, сероглазые блондинки. Дау зачастил в их дом. За полгода знакомства Кора ко многому привыкла. Дау мог прийти на свидание в одной калоше, да еще по пути умудрялся посидеть на каком-нибудь крылечке. Усядется поудобнее, достанет купленную в ларьке редиску, вытрет носовым платком и съест. Потом купит билеты в театр и с целой охапкой роз появляется на пороге Кориной квартиры. – Какие розы! Дау, милый! Спасибо! – Мы сегодня идем в театр, – сообщает Дау. Но она уже заметила, как грязны и измяты его парусиновые брюки и, поднося руку к виску, произносит: – Не могу. Ужасная головная боль. В другой раз приходит весь мокрый. Дверь открывает Кора. – Пошел дождь? – спрашивает она, взглянув на его пальто. – Нет, отличная погода, – отвечает гость. Но в следующую секунду он снимает шляпу, с полей которой, как из полного блюдца, льется вода. – Да, кажется, действительно идет дождь, – удивляется Дау. Он проходит в Корину комнату, усаживается на низкую тахту, покрытую большим голубым ковром, и декламирует свои любимые стихи:
Он был в нее влюблен, был нежен и внимателен. Он смотрел на нее с таким обожанием своими лучистыми гордыми глазами, что с первого взгляда было видно, каким сильнейшим порывом охвачено все его существо, как великолепно это чувство, сколько счастья дает ему любовь. Он весь – в любви к ней, ни раньше, ни потом не было у него такой любви. Первое время Кору поражала инфантильность профессора. Однажды он с серьезным видом заявил, что у него скрытое сероглазие – он хотел сказать, что у его отца были серые глаза. В другой раз мяукнул на – Брак – это кооператив, он убивает любовь. А женщина, которая хочет женить на себе мужчину, занимается кооперативным шантажом. Ведь хорошую вещь браком не назовут, – говорил Дау Коре и не замечал, как она сразу сникала. – «Золото купит четыре жены, конь же лихой не имеет цены», а мне даже лошадь не нужна, а жена и подавно. Когда же кто-нибудь пытался переубедить его, он возражал: – Адмирал Нахимов считал, что моряку не следует жениться, всю жизнь он должен посвятить морю. Наука, как и море, требует самоотречения. Но в глубине души он понимал, что в – Коруша, я успел на тебе жениться? Одной этой трагической фразой сказано все. В начале тридцатых годов родители Дау переехали в Ленинград, и он иногда приезжал к ним на неделю-другую. Соскучившись по матери, Лев первые дни почти никуда не ходил и ни с кем не общался, проводя все время дома. 6 июля 1935 года Лев пишет Коре из Ленинграда: «Дорогая моя девочка! Спасибо за твое милое письмо. В эти 12 дней только спал и читал книги. Больше ничего! Мне даже было лень выходить из дому. Никогда не думал, что я устал до такой степени. Только теперь я несколько отошел. По этому случаю завтра уеду Все время вспоминаю о тебе. Любимая моя девочка, ты сама не понимаешь, как много ты для меня значишь. Целую 10n раз. ДАУ».
С каждым днем он все больше привязывался к Коре. Если бы ему предложили более интересную работу в другом городе, он, не задумываясь, отказался бы – лишь бы почаще видеть Кору. И все же из Харькова пришлось уехать. Однажды ректор университета пригласил Льва Давидовича к себе в кабинет и тоном, исполненным недовольства, сказал: – У вас странные методы преподавания, профессор. Вы спрашиваете у студентов-физиков то, что входит в программу филологического факультета: кто написал «Евгения Онегина» и так далее. Педагогическая наука не допускает ничего подобного. – В жизни не слышал большей глупости, – ответил Дау. Ректор обиделся: – Если вы не возьмете своих слов обратно, я вас уволю. – Не имеете права. – Посмотрим. В тот же день Ландау был уволен, хотя ректор не имел права увольнять профессора без ведома наркома просвещения. Ландау счел глупостью тратить время и силы на то, чтобы доказывать неправоту ректора. Он уехал в Москву. Недели через три после отъезда он сообщил харьковским друзьям и ученикам, что будет работать в Институте физических проблем у П. Л. Капицы. «А вы, – писал профессор, – уже достигли уровня третьего с половиной класса и можете работать самостоятельно».
|
|
[О библиотеке
| Академгородок
| Новости
| Выставки
| Ресурсы
| Библиография
| Партнеры
| ИнфоЛоция
| Поиск]
| |||||
| |||||
