2020-03-16
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主要成就
生平
朗道十卷

朗道,全名列夫·达维多维奇·朗道(Lev Davidovich Landau,1908-1968),苏联犹太人,号称世界上最后一个全能的物理学家。

作为前苏联知名物理学家,凝聚态物理学的奠基人,苏联科学领军人之一,同时擅长还原论和唯象理论,在理论物理里多个领域都有重大贡献。他标新立异,爱打破传统,并以扎实的数学基本功、精炼的著作风格和高傲的性格而为人熟知。

主要成就

朗道是凝聚态物理学的主要开拓者。该学科在朗道的推动下快速发展起来,现在已经形成一个热门且应用价值广泛的物理学主要分支,涵盖固体物理、金属物理、粘稠流体、超导物理、物态及相变、介观物理学、巨磁阻效应等多个大的子研究领域,其中有数项重要观点和概念都是朗道第一个提出的。1958年,为了庆祝朗道的50岁寿辰,苏联原子能研究所的伊萨克·基科因院士专程带人赠送给他两块青石板,上面仿照《圣经》中的“摩西十诫”,刻着朗道在物理学中作出的最重要的十项贡献,被称为“朗道十诫”:

朗道十诫

  1. 量子力学中的密度矩阵和统计物理学(1927);
  2. 金属的电子抗磁性的量子理论(1930);
  3. 二级相变理论(1936~1937);
  4. 铁磁体的磁畴结构和反铁磁性的解释(1935);
  5. 超导电性混合态理论(1943);
  6. 原子核的几率理论(1937);
  7. 液态氦Ⅱ超流动性的量子理论(1940~1941);
  8. 基本粒子的电荷约束理论(1954);
  9. 费米液体的量子理论(1956);
  10. 弱相互作用的CP不变性(1957)。

生平

  • 1908年1月22日,出生于俄国里海边上的石油城巴库(今阿塞拜疆共和国首都)的一个知识分子家庭里。其父是一位石油工程师,在巴库油田工作。母亲曾在圣彼得堡接受过医学教育,当过教师和医生等职务。他的姐姐索菲娅后来成为一名化学工程师。
  • 1912年-1922年,4岁便能阅读书籍,7岁学完中学数学课程,12岁学会了微分,13岁学会了积分。13岁中学毕业,遵从父亲的意愿,同他姐姐一起到经济技术学院学习财经,由于缺乏兴趣,在那里呆了一年后,朗道终于在1922 年转入巴库大学学习数学、物理学和化学,这时他才14 岁,但他最终没有修完化学专业。
  • 1924年,朗道进入了易名的列宁格勒大学。在20 年代,列宁格勒大学可以说是苏联科学,特别是物理学研究的中心,当时苏联一些很有名望的物理学家如约飞、福克、夫伦克耳等人都在此授课,从他们那里第一次接触到了物理学发展的浪潮。在这儿他第一次认识到真正的理论物理,并且决定全心投入这方面的研究。朗道在列宁格勒大学时常与乔治·伽莫夫和德米特里·伊万年科交流物理前沿的学习心得。这3人被称为该校的新锐少年“三剑客”。他们的这个三人团体就是以喜爱捣蛋闻名的所谓“物理爵士乐队”(physical jazz-band),其中每个人都有外号:“Jonny”(伽莫夫)、“Dimus”(迪慕斯)和“Dau”(道)。他们一起诵读诗歌,用物理术语在墙上涂鸦,做不遵守文明纪律的事情,也会去捉弄其他学生,尤其是拿高年级的学长开玩笑,朋友带来的友情冲淡了朗道心中的孤独和胆怯。
  • 1926年,朗道发表第1篇论文,研究关于双原子分子光谱谱线的理论。同一年,他在用波动力学来处理韧致辐射的论文中,首次使用了后来被称为密度矩阵的概念,在后来的量子力学和量子统计物理学中起了重要的作用。
  • 1927年,从该校毕业后,他进入列宁格勒物理技术学院。
  • 1929年,21岁的他取得了副博士学位,不过由于当时宽松且混乱的学术环境,朗道并没有写出正式的毕业论文就拿到了学位。同年10月,在苏联政府和洛克菲勒基金会的资助下,朗道得以游历欧洲作研究。
  • 1929年-1931年春,朗道此次游学欧洲收获丰富。在哥廷根(有马克斯·玻恩在)和莱比锡(有维尔纳·海森堡在)短暂地停留之后,朗道来到哥本哈根玻尔研究所,跟从著名物理学家尼尔斯·玻尔等人研究量子力学。在那里,朗道参加了玻尔主持的理论物理讨论班,初步展露出才华。22岁的朗道提出了金属电子的抗磁性理论。爱因斯坦有一次作演讲时被年轻的朗道敏锐地指出了一处推理漏洞,转而对着黑板思索后说:“后面那位年轻人说得完全正确,诸位可以把我今天讲的完全忘掉”。玻尔在物理方面的直觉也令朗道佩服不已,后来朗道时常提到自己是玻尔的学生,虽然这次他只在玻尔研究所工作了4个月(他在1933年和1934年又来到哥本哈根)。之后,朗道还访问了剑桥和苏黎世(有沃尔夫冈·泡利在)。瑞士苏黎世读博士后的同学里耶尔斯(Rudolph Reierls)回忆说:“我还清晰记得朗道1929年在苏黎世出现在泡利的系里时,给我们留下的深刻印象。 ...没过多久就能发现他对现代物理学的深刻认识和他解决基础问题的技巧。他很少详细阅读理论物理学的论文,只是大概看看问题是否有趣,如果有趣,作者的方法是什么。然后他开始自己计算,如果答案和作者的一致,他就赞同这篇文章”。他在剑桥时,参访了欧内斯特·卢瑟福主持的卡文迪许实验室,并在那里结识了另一位苏联物理学家彼得·卡皮查。
  • 1931年,朗道回到苏联。不久后,苏联与西方国家的关系开始紧张起来,朗道此后再未获得机会前往西方国家交流。
  • 1932年-1937年,他担任哈尔科夫理工学院的理论部主任,在此遇上了得意门生叶夫根尼·利夫希茨(又译为“栗弗席兹”),并一起开始筹划编写名著《理论物理学教程》。“朗道学派”(Landau school)在此期间开始萌芽,哈尔科夫理工学院成为苏联物理学的研究中心。朗道还创立了著名的理论物理学须知,后来也被称为“朗道位垒”,这个考试纲目除了数学内容之外,几乎囊括了理论物理学所有的重要分支。在朗道逝世前,仅有43 人冲过了这个“位垒”,其中许多人后来成为博士、教授和苏联科学院的院士。在哈尔科夫期间,朗道的科学研究工作继续深入。他发展了普遍的二级相变理论,不但说明了许多当时认为很奇特的现象,而且为此后各种新型相变的研究开辟了道路。他就铁磁磁畴结构。铁磁共振理论和反铁磁态理论发表了一系列的重要文章。此外,他还对原子碰撞理论、原子核物理学、天体物理学、量子电动力学、气体分子运动论、化学反应理论和有关库仑相互作用下的运动方程等方面作了研究。
  • 1934年,他未经答辩便直接获得物理与数学科学全博士学位。
  • 1935年,任哈尔科夫大学的教授。
  • 1937年,在一次与理工学院的院长发生口角后,朗道断然离开了哈尔科夫。应莫斯科物理问题研究所所长卡皮查之邀,到该所主持理论物理方面的工作,彼得·卡皮查把研究所理论部主任的位子给了朗道。他在那里一直工作到逝世。同年,同孔克尔迪亚·德罗班特塞娃结婚,他们的独生子后来成为实验物理学家。
  • 1938年4月28日,朗道和他的两位友人因“煽动反革命罪”被捕,囚禁在内务人民委员部的监狱。为了把朗道保释出来,卡皮查私底下写信给斯大林担保朗道的行事作为,并亲赴莫斯科克里姆林宫为朗道说情。卡皮察担保全苏联只有朗道才能解决自己一年前在实验中所发现的液氦超流态的物理机制问题,从而为苏联在国际上争光。高层人物贝利亚相信了卡皮察关于朗道的能力对国家有利用价值的说法,并为释放朗道打通关系。在卡皮查等人的努力下,朗道一年后获释。朗道不负众望,成功建立了液氦超流性的理论。
  • 1946年,仍有政治问题嫌疑的朗道在贝利亚的许可下当上了苏联科学院院士。
  • 1954年,被授予“社会主义劳动英雄”称号。
  • 1956年,他见到了小自己一辈的百科全才默里·盖尔曼。
  • 1960年,他在基辅再次见到了步入晚年的前辈沃纳·海森堡。
  • 1962年1月7日,朗道出了一次严重的车祸,震动了整个物理学界。众多苏联物理学家聚集到朗道的病房,在医院的长廊点上烛光为他祈祷。玻尔亲自安排了一流的医生前往莫斯科。著名神经外科专家怀尔德·潘菲尔德都有参与救治朗道。车祸严重损害了朗道的身体健康。在昏迷了57天后,朗道醒来,但智力已经发生了严重的退化。这年年底,诺贝尔物理学奖授予朗道,表彰他在液态氦的超流体理论方面作出的贡献。由于健康原因,奖项破例由瑞典驻苏联大使在莫斯科代为颁发。朗道对自己能获得诺贝尔奖也非常意外。绝大部分人因为得到诺奖而荣耀, 而在朗道得到诺奖,是诺奖的荣耀。虽然朗道在车祸后重新担任了一些职务,但是这场事故断送了他的学术生涯,从那以后一直没有完全恢复工作能力。
  • 1968年4月1日,在莫斯科与世长辞,享年60岁。

朗道十卷

本博客主要是想分享一下朗道的《理论物理学教程》,也就是闻名遐迩的 “朗道十卷”。由于内容太少,就想着参考百度百科和维基百科介绍了一下朗道的生平。“朗道十卷”怎么样,就不用我都说了,说实话我也在阅读中,门槛却是比较高要求的数学功底很强,但是确实很经典。下面是中文版:

如果打开出现链接错误,请将打开后的链接上的出现的https改为http再试一试,不出意外这套电子书我会永久存储。由于资源的关系,英文版的我就只是放在百度云盘上了。

本文作者:sbyu

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