Майя Бессараб - Страницы жизни Ландау

В один из тех дней, когда Лев сидел дома, обложившись книгами, приехала Любовь Вениаминовна. Она урвала несколько дней от московской командировки — решила проведать детей. У Сонечки всё было благополучно, а Лёва очень встревожил мать, хотя учился он превосходно. Ей хотелось, чтобы сын не занимался до умопомрачения, не сидел сутками над формулами. Возвратившись в Баку, Любовь Вениаминовна зашла к племяннице — Софье Владимировне Зарафьян. Она была такой грустной, что Софье Владимировне захотелось её утешить.

– Тетя Люба, Лёва гений, — сказала Софья Владимировна.

– Я бы предпочла, чтобы у меня был не гений, а сын, — возразила Любовь Вениаминовна.

За полгода до окончания университета в «Zeitschrift fur Physik» была напечатана первая научная работа Ландау «К теории спектров двухатомных молекул», посвящённая принципиальным вопросам квантовой механики — новой физической теории, согласно которой частицы атомных размеров одновременно обладают корпускулярными и волновыми свойствами: элементарная частица может вести себя одновременно и как волна, подобно электромагнитной волне или волне на воде. Такая двойственность присуща любым микрообъектам и, пожалуй, является самым удивительным свойством механики.

Основное понятие квантовой механики — понятие состояния. Обычная механика приучила нас к тому, что, произведя некоторое наблюдение, можно точно определить траекторию частицы. А в квантовой механике нельзя одновременно указать и положение электрона в пространстве, и его скорость, а если можно, то лишь с определённой степенью точности. Это утверждение носит в квантовой механике название принципа неопределённости.

Некоторые величины, характеризующие частицу (например, момент импульса) могут принимать только дискретный (прерывный) ряд значений. Другие, как, например, энергия, импульс, могут быть и дискретными, и непрерывными. Набор таких величин однозначно определяет состояние частицы. Под влиянием внешнего воздействия частица может переходить из одного состояния в другое. При этом невозможно достоверно определить, в какое именно состояние она перейдёт, но можно узнать вероятность, с которой она переходит в каждое из возможных состояний. Дискретность и вероятностный характер поведения частицы и составляют основу квантовой механики.

Статья восемнадцатилетнего студента — развитие идей Гейзенберга, Шрёдингера и других основателей квантовой механики.

– Когда я познакомился с общей теорией относительности Эйнштейна, я был потрясён её красотой, — много лет спустя рассказывал Ландау ученикам. — Статьи Гейзенберга и Шрёдингера привели меня в восхищение. Никогда раньше я с такой ясностью не ощущал мощь человеческого гения.

В 1926 году студент пятого курса университета Лев Ландау поехал в Москву на V съезд русских физиков. Съезд открылся 15 декабря и продолжался пять дней. Ландау выступил с докладом: «К вопросу о связи классической и волновой механики», выступал и в прениях, полемизируя с В. Е. Лашкарёвым, допустившим неточность в трактовке теории гравитации. Прошла неделя, надо было возвращаться в Ленинград. Из Москвы Лев ехал вместе с научным руководителем его дипломной работы. Это был профессор Виктор Робертович Бурсиан, учёный старой школы, важный и солидный. Студенты знали, что дома у профессора висят полотенца с вышитыми мудрыми изречениями на немецком, родном языке Бурсиана.

Лев Ландау выполнил дипломную работу намного раньше срока. Защиту назначили на 20 января 1927 года. После защиты профессор Лейфет спросил выпускника, где он намерен работать. Ландау ответил, что ещё не решил окончательно.

– Зачем выпускают столько физиков? — проворчал Лейфет. — Я же говорил Рождественскому…

В 1927 году Ландау поступил в аспирантуру Ленинградского физико-технического института, где вскоре был зачислен в группу теоретиков, которой руководил Яков Ильич Френкель. В группу кроме Ландау вошли В. А. Фок, М. П. Бронштейн и Д. Д. Иваненко. Лев подружился с Матвеем Бронштейном, остроумным, мягким и отзывчивым.

В это время Ландау начинает писать новую работу под названием «Проблема торможения в волновой механике». Анализируя механизмы торможения излучением, он (независимо от фон Неймана) вводит в квантовую механику новое важнейшее понятие матрицы плотности.

Дау по-прежнему много занимается. Физика доставляет ему огромное, ни с чем не сравнимое удовольствие. Его имя приобретает известность: учёные в своих исследованиях ссылаются на его работы. Иностранные физики, приезжающие в Ленинград, снова и снова предлагают Дау принять участие в своих семинарах.