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物理学奖

苏联，兰道（LevDavidovichLandau1908-1968）,研究物质凝聚和超流超导现象

列夫·达维多维奇·朗道，(LevDavidovichLandau)，1908年-1968年，苏联犹太人，号称世界上最后一个全能的物理学家，在他50寿辰之际，苏联学界把他对物理学的十大贡献可在石板上作为寿礼，以向先知一样的称谓称之为“朗道十诫”：因凝聚态特别是液氦的先驱性理论，被授予1962年诺贝尔物理学奖。

生平简介

朗道纪念邮票

朗道纪念邮票最后一个全能物理学家朗道，出生在里海之滨的巴库，是著名的神童， 毕业于列宁格勒大学，后周游欧洲，遍访物理学泰斗，1931年回国，1932年到哈尔科夫从事研究和教学工作。1937年春，他到莫斯科担任苏联科学院物理问题研究所的理论部负责人，并在莫斯科大学任教。1938年冬，在当时的“清洗”中，朗道突然以“德国间谍”的罪名被捕，并被判处十年徒刑，送到莫斯科最严厉的监狱。由于卡皮查等人的竭力营救，一年后，已经奄奄一息的朗道终于获释。朗道于1946年被选为苏联科学院院士，曾获斯大林奖金，1962年。他由于对液氦理论的研究而获得了诺贝尔物理学奖。朗道当时由于身体原因，不能前往国外领奖。结果诺贝尔奖基金会打破了惯例，在历史上第一次不是在瑞典首都由国王授奖，而是由瑞典大使在莫斯科授与了朗道这一物理学研究的最高荣誉。1968年4月1日在莫斯科逝世。临终的一句话是：“我这辈子没有白活，总是事事成功”

朗道思想敏锐,学识广博,精通理论物理学的许多分支;在他50岁生日时,朋友们列举了他对物理学的十大重要贡献:①引入了量子力学中的密度矩阵概念(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原子核的统计理论(1937);⑦液态氦Ⅱ超流动性的量子理论(1940～1941)；⑧真空对电荷的屏蔽效应理论(1954);⑨费密液体的量子理论（1956）；⑩弱相互作用的复合反演理论(1957)。尤其是在量子液体(见液态氦)的理论方面，他的贡献更为突出。

他的另一些引人注目的贡献是：1937年利用费密气体模型推测恒星坍缩的质量，1946年在理论上预言等离子体静电振荡中不是由碰撞引起的耗散机制（称为朗道阻尼）的存在，等等。过了18年后这一预言才由一些美国物理学家在实验上予以证实。

天才成长

朗道1908年1月22日出生于里海之滨巴库的一个知识分子家庭里。朗道是犹太血统信奉犹太教的苏联科学家。他的家庭特别崇尚科学，这是一个在俄罗斯帝国时期少有的充满科学氛围的家庭。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。朗道从小聪明过人，4岁就能阅读书籍，被誉为“神童”。由于第一次世界大战和苏俄内战的影响，学校的正常教学秩序得不到保障，知识的获得在很大程度上要依靠自学。但是这对朗道来说，也许是一件幸运的事情。朗道在班上年龄最小、个子最矮小，很少与小伙伴嬉闹．数学读物上的数字和几何图形成了他最着迷的伙伴。朗道7岁学完了中学数学课程，12岁时就已经学会微分，13岁时学会了积分，可以说“数学思维几乎成了他的本能”。

朗道13岁就中学毕业，他的父母认为他上大学还太小，特别是父亲希望他选一个更为

“实用”些的专业，便遵从父亲的意愿，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，在巴库大学毕业后，朗道来到了圣彼得堡，此时正值列宁去逝，圣彼得堡被易名为列宁格勒，而朗道就进入了同时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．了解到当时尚处于形成阶段的量子理论。在列宁格勒物理系学习时，朗道把全部的热情倾注于学习。他有的时候累得脑子里不停地盘旋着各种公式而无法入睡。朗道后来说，在那段时间里，他完全被那些普遍联系的不可置信的美给迷住了。他入迷地演算海森堡、薛定谔、索末菲和狄拉克的量子力学。他之所以入迷不仅仅是因为它们的科学美，更因为它们凝聚着人类的智慧和创造力。他尤其热衷于“时空弯曲”和“测不准关系”。

朗道曾经酸溜溜地表示：“漂亮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。”这里漂亮姑娘指的是量子力学，量子力学是现代物理学的基础，于上世纪30年代由海森堡、薛定谔、索末菲和狄拉克等幸运儿建立，朗道因为比他们小几岁所以没能赶上这次物理学史上关键的淘金行动。所以有的史家慨叹：朗道生不逢时。言外之意就是，他要是早生个一二十年，正赶上本世纪初物理学的革命时期．也就是相对论、量子论的草创阶段，以他的才情学识，对人类知识的贡献，当可以使他跻身于爱因斯坦、玻尔这样的世界级大师之列。朗道对自己也有“生不逢时”的感叹，对于自己没能赶上量子力学的创建．感到极度惋惜。

游学欧洲

1931年朗道和父母在一起[1]

1931年朗道和父母在一起[1] 早在大学期间，1927年他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。在19岁生日的前两天，朗道从列宁格勒大学毕业，成为苏联科学院列宁格勒技术物理研究所的研究生。

经过数次申请，1929年10月，朗道被批准出国。在不到两年的时间中，朗道先后在德国、瑞士、荷兰、英国、比利时和丹麦进修访问。他曾回忆说，在这段时间里，除了费米之外.他见到了几乎所有的量子物理学家。在与这些著备科学家的交往中，朗道充分地展示了他的才能和个性。

有一次，爱因斯坦演讲，当主持人请听众对演讲者提问时，一位年轻人从座位上站起来说道：“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，而且它也不是按照应有的方式为不变的”。与会者都惊讶地回过头来注视这位似乎不知天高地厚的年轻人。爱因斯坦用心地听着，对着黑板思索片刻后对大家说：“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。”

在丹麦的哥本哈根，朗道深受“哥本哈根精神”的感染，并成为玻尔研究班上的活跃分子。玻尔和哥本哈根精神给朗道留下了难忘的印象，对他后来的发展起着重要的作用。玻尔和朗道虽然性格迥异，但是他们却成了好朋友。后来玻尔在谈到朗道时说：“他一来就给了我们深刻的印象。他对物理课题的恫实力，以及对人类生活的强烈见解，使许多次讨论会的水平上升了。”虽然朗道一生中接触过不汁其数的物理学家，而他在玻尔那里只呆了四个月

左右的时间，但他却对玻尔十分敬仰，终生只承认自己是玻尔的学生。

在欧洲的进修访问期间，朗道在金属理论方面做了重要的工作。在1930年发表的《金属的抗磁性》这篇论文中，朗道应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。这一性质现在被称为朗道抗磁性。据说在瑞士苏黎世的一次讨论会上，当朗道作完了有关抗磁性的报告后，他的好友佩尔斯评论说：“朋友们，让我们面对现实吧，现在咱们只能靠朗道吃剩的面包皮维持生活了。”与此同时，朗道还和佩尔斯研究了将量子理论应用于电磁场的可能性，提出了在量子理论中电磁场量的可

观测性问题。他们二人曾经专程赶到哥本哈根，就此问题和玻尔进行了马拉松式的激烈讨论，结果导致玻尔和罗森菲耳德撰写了关于这个问题的著名论文。

在剑桥欧内斯特·卢瑟福主持的卡文迪什实验室，朗道结识了在卡文迪什实验室工作的自己的同胞——彼得·卡皮查，也就是他以后的救命恩人。

效力祖国

朗道在学习中[2]

朗道在学习中[2]1931年春天，朗道准备启程回国，虽然有人曾暗示他不要回去，但朗 道自有主见，临行前，他对罗森菲耳德说：“我必须为我的国家工作。这是一次长久的离别。也许是永久的离别，除非你来访问我们。”后来，只在1933年和1934年，朗道再度短期访问过哥本哈根。回国后，最初朗道仍在列宁格勒物理研究所工作。不久，苏联政府向英国购回了卡皮查在剑桥大学的实验设备，使他能够在国内继续从事低温领域的研究。剑桥的卢瑟福爱徒心切，把整个实验室的设备运送给他，苏联政府专门为他成立了“物理问题研究所”。朗道在内心深处是赞成革命的，并按自己的理解而相信马克思主义。但他反对中世纪式的思想专制和愚昧残忍，于是与当权者有了矛盾。另外由于他在学术问题上与研究所的领导约飞有分歧，虽然朗道是正确的，但却冒犯了这位权威。在一次朗道作了学术报告后，约飞宣称朗道所讲的内容不得要领，而朗道则毫不客气地当众回敬道：“理论物理学是一门复杂的科学，不是任何人都能理解的”。由于这样一些原因，朗道最后不得不离开了列宁格勒。

从1932年起，朗道在哈尔科夫的乌克兰科学院物理——技术研究所工作，并担任了理论物理部的主任。1934年，在没有经过论文答辩的情况下，朗道获得了博士学位，1935年任哈尔科夫大学的教授，1937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。在哈尔科夫时，朗道开始计划写一部理论物理学的巨著。这部主要由朗道来构思，由郎道和他的学生里弗席兹合作完成的多卷本《理论物理学教程》从1938年开始陆续出版。这部几乎包罗万象的物理学名著，有近十种文字的译本，并于1962年获得列宁奖。在哈尔科夫，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。在朗道周围，也开始形成了一个独具特色的“朗道学派”。成为“朗道的学生”，则是苏联青年物理学家们既向往而又很有些望而生畏的目标。

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。