Круг Ландау
Шрифт:
Однажды осенью 1959 г. я случайно присутствовал при разговоре Л.Д. Ландау с Е.М. Лифшицем, в котором Ландау рассказывал о встрече в Дубне с Н.Н. Боголюбовым. Две фразы Ландау мне запомнились дословно: «Все было нормально. Он мне сказал, что очень ценит мои работы. Я ему сказал, что тоже ценю его работы».
Действительно, друг Ландау профессор А.И. Ахиезер подтверждает: «Ландау всегда <Так ли? А только что приведенный пример уравнения Власова? — Б.Г.> отдавал должное чужим работам. Например, к крупнейшим достижениям теоретической физики он относил работы <…>. Н.Н. Боголюбова по теории неидеального бозе-газа» [Воспоминания…, 1988. С. 66].
• Справка:Николай Николаевич Боголюбов (1909–1992) — физик-теоретик и математик. Родился в Нижнем Новгороде. В справочниках о нем нет сведений об окончании НН высшего учебного заведения, логично предположить, что он не имел диплома вуза. В Математическом энциклопедическом словаре сказано: «В 1925 был принят непосредственно в аспирантуру АН УССР». В 1928-73 работал в АН Украинской ССР (1939 — член-корр.; 1948 — академик). В 1936-59 — профессор Киевского университета, с 1965 директор Института теоретической физики АН УССР. Академик АН СССР (1953; член-корр. 1946). С 1948 — в Математическом институте им. В.А. Стеклова (Москва), в 1983-87 — его директор. С 1963 академик-секретарь Отделения математики АН СССР. С 1965 директор Объединенного института ядерных исследований в Дубне. Разработал прямые методы вариационного исчисления (1930); методы асимптотического интегрирования дифференциальных уравнений, описывающих нелинейные колебания (1932–1943); распространил свои методы на статистическую физику, выдвинул и обосновал идею об иерархии времен релаксации, проявляющейся в статистической теории необратимых процессов (1945); разработал метод цепочек функций распределения множества частиц в таких процессах (1946); метод приближенного вторичного квантования для определения энергетического спектра слабовозбужденных состояний квантовых систем, рассчитал спектр элементарных возбуждений почти идеального вырожденного бозе-газа и показал, что он совпадает со спектром гелия-II, построил математическую микроскопическую теорию сверхтекучести (1947) и сверхпроводимости (1957); разработал обобщенный метод самосогласования Хартри-Фока с учетом коррелированных пар частиц; развил новые методы в квантовой теории поля (условие микропричинности Боголюбова, 1955). Основоположник крупной научной школы по теоретической и математической физике: А.А. Логунов, Д.В. Ширков, О.С. Парасюк, В.А. Москаленко, А.Н. Тавхелидзе, И. Тодоров В.П. Шелест, Н.Н. Боголюбов-сын, В.Л. Бонч-Бруевич, Д.Н. Зубарев, В.А. Мещеряков, М.К Поливанов, В.Г. Кадышевкий, В.Г. Соловьев, Л.Д. Соловьев, Б.В. Струминский, С.В. Тябликов и др.). Дважды Герой Социалистического Труда (1969,1979), лауреат Сталинских премий (1947,1953), Ленинской премии (1958), премии им. М.В. Ломогносова, медалей М. Планка, Б. Франклина и др. Международный институт теоретической физики (Триест) учредил в 1985 Премию имени Н.Н. Боголюбова за лучшие работы в области математики и физики твердого тела.
История пересказывается целиком со слов Э.Л. Андроникашвили [1980, тема «Творческие разногласия». С. 165–169]. Автор описывает поставленные им опыты с вращающимся стаканом, содержащим гелий, охлажденный до окрестностей лямбда-точки, в которой гелий-I переходит в гелий-II.
«Сила тяжести здесь действует и на нормальную компоненту и на сверхтекучую, т. е. на всю массу гелия-II, тогда как центробежная сила должна действовать только на вращающуюся нормальную компоненту и не должна действовать на неподвижную сверхтекучую компоненту. Поэтому глубина мениска гелия-II должна была бы быть пропорциональной роэн <так произносится обозначение плотности “ро” нормальной компоненты. — Прим. Б.Г.>. Естественно, что коль скоро роэн зависит от температуры, то и высота мениска должна была бы зависеть от температуры. <…> приступил к эксперименту. О ужас! Искомого эффекта нет <…>. Гелий-П вращается как самая обыкновенная жидкость, глубина мениска не отличается от глубины мениска воды масла, ртути <…>. Разве только образуется маленький конус у оси вращения под поверхностью параболического мениска. <…>
— Ты наблюдаешь что-то не то — заключил Ландау. — Это, наверное, какие-то нестационарности режима вращения.
— Да что вы, Дау, помилуйте! Вы же видите, что прибор вращается идеально, — взмолился я.
— Ну хоть чем-то должен мениск гелия-II отличаться от мениска обыкновенной жидкости?
— Он и отличается: при больших скоростях у него на верхушке параболоида образуется небольшое коническое углубление.
— Эге! — обрадовался Ландау. — Этим ты меня только убеждаешь в том, что наблюдаешь какие-то нестационарности. Ну посудите сами: откуда бы на параболоиде образоваться еще и конусу? Уверяю вас, закончил Ландау свою речь, обращаясь ко всем — этот опыт никуда не годится и, что главное, он ровно ни о чем не говорит.
Между тем опыты продолжаются. <…> Теперь изучается не зависимость глубины мениска от скорости вращения, как в только что забракованных экспериментах, а поведение жидкого гелия, находящегося в состоянии вращения при прохождении через лямбда-точку. Вращался, например, гелий-I, а его охлаждали, и он, не прекращая вращения, стал гелием-II. <…> вдруг вижу, что внутри моего гелия при приближении к лямбда-точке со стороны высоких температур произошла какая-то революция, <…> сквозь весь столб вращающейся жидкости прошел толстый вихрь до дна. Внутри вращающегося гелия образовалась толстая полая ось. Потом, по мере охлаждения, эта полая ось начала затягиваться снизу, укорачиваясь, и, достигнув мениска, сформировала конус на вершине параболоида свободной поверхности жидкости.
Через четыре года тот же Дау встретит меня в коридоре института и бросит фразу: “А твой опыт с вращение повторил в Кембридже некто Осборн и, представь себе, получил такие же результаты, хотя я продолжаю не верить им”. А еще через три года он и Лифшиц напишут статью, в которой они постараются построить теорию вращения гелия-II на основе поруганных ими экспериментов. Но будет поздно <…>. Теория будет построена другим! Ее построит Фейнман! <…> А пока Ландау и компания отмахиваются от всего, что связано с вращением и отказываются признать за этим экспериментом права гражданства».
А.А. Абрикосов рассказывает, что Ландау забраковал его идею о квантовых вихрях в сверхтекучем гелии, которая появилась у него раньше, чем у Фейнмана. Если бы Абрикосов поделился ею с Андроникашвили, возможно, они оба укрепили бы друг друга в реальности вихрей и сделали это открытие раньше, чем американец. И к тому же у Абрикосова появился бы свидетель его приоритета. Но об этом речь пойдет ниже, в Главе 6, в подразделе «А.А. Абрикосов».
— «так говорил Ландау, не желая вдуматься в смысл тех понятий, за которые несколькими годами позже была присуждена Нобелевская премия. Такая же ошибка была совершена им, когда в науку вошло новое понятие “плазма”. “Есть три состояния веществ: твердое тело, жидкость и газ, и никакого четвертого состояния нет и быть не может”, — говаривал Дау. Он был, несомненно, скован устоявшимися понятиями классической и квантовой физики и не очень-то верил, что природа может на каких-то участках отклониться от этих законов. И только в том случае, когда стенку, отделяющую известное от неизвестного, он рушил сам, то на участке прорыва он выходил на интеллектуальный простор. И тогда делал чудеса». Приведенная цитата — заключительная часть из статьи Э.Л. Андроникашвили в книге «Воспоминания…» [1988, С. 44].
Вспоминаю, как в 1979 г., после выхода долгожданного X тома Курса «Физическая кинетика», я обсуждал это событие с одним из своих сокурсников В.Ю. Зицерманом, специалистом в области расчетов неравновесных термодинамических процессов, работающим в Институте физики высоких температур АН СССР. Он высказал мнение, что недостаток книги — отсутствие в ней следов всемирно признаваемой теории, связанной с именем Нобелевского лауреата Ильи Пригожина. (Речь по существу — о том же, что и у Андроникашвили.) Я пересказал это мнение Е.М. Лифшицу. Он отреагировал неожиданно резко. «Дау всегда считал, что Пригожин — нуль, полный нуль! А вот кто действительно заложил основы того, о чем вы говорите, так это Л.Онсагер. И как раз мы с Дау были среди первых, кто оценили теорему Онсагера, и включили параграф о его кинетических коэффициентах в наш Курс. И мы всегда ссылаемся на Онсагера, а Пригожин здесь не при чем.
Замечу, что, как-то при поездке в Брюсселе Е.М. побывал в гостях у Пригожина. Я сам видел слайды, снятые в доме у последнего.
По мнению А.А. Рухадзе, высказанному мне по этому вопросу, логика Ландау не допускала того, что из хаоса может возникнуть порядок. А еще более жестко выразился Э.Л. Андроникашвили, слова которого приведены чуть выше.
Речь пойдет об истории одного из крупнейших открытий в физике элементарных частиц, удостоенного Нобелевской премии. В нашей книге материалы по этой проблеме состоят из двух частей: первая из них основана на рассказе И.С. Шапиро (1), вторая. — на рассказе Б.Л. Иоффе (2).
Вот что говорится в личном письме члена-корреспондента АН СССР И.С. Шапиро (1918–1991) Е.М. Лифшицу; письмо почти идентично тексту, имеющемуся в книге [Воспоминания…, 1988. С. 286]:
(1) «В начале 1956 г. я намеревался обсудить с Ландау одну свою работу. В ней так называемая тау-тета-загадка объяснялась несохранением четности в слабых взаимодействиях.
Почти все <…> теоретики, с которыми я пытался беседовать на эту тему, сомневались в самой возможности несохранения четности при сохранении углового момента <…>. Поэтому разговор с Ландау я начал с того, что спросил Л.Д., связано пи, по его мнению, сохранение четности с сохранением углового момента. Он сразу ответил вполне определенно — нет не связано — и пояснил <…>: как бы ни кувыркался акробат, сердце у него все равно останется слева; из вращений нельзя сделать отражений и поэтому из вращательной симметрии не следует симметрия зеркальная. Однако идея несохранения четности была ему тогда несимпатична. “В принципе это не невозможно, но такой скособоченный мир был бы мне настолько противен, что думать об этом не хочется”. <…> По-видимому, именно эта неприязнь к “скособоченному миру” впоследствии стимулировала его активность, породившую идею сохранения СР-четности. <…>. Моя работа осталась неопубликованной потому, что я не понимал, каким образом в евклидовом пространстве возникает физическая асимметрия левого и правого. Разумеется, об оптически активных средах я размышлял, но там наряду с левым изомером всегда существовал и правый, в случае же частиц ничего подобного известно не было». С другой стороны, в безошибочности моих конкретных расчетов я был совершенно уверен. — они были просты, а их результаты— физически прозрачны. Добавлю к сказанному, что в объяснение “tau-teta-загадки” существованием вырожденной по четности пары частиц я с самого начала не верил.