[6].
Несомненно, что и эта сторона деятельности Льва Давидовича, его научный и моральный авторитет, оказывая сдерживающее влияние на скороспелые работы, в значительной степени определяли высокий уровень нашей теоретической физики.
Постоянный научный контакт с множеством учеников и коллег был для Льва Давидовича также и источником знаний. Своеобразная черта его стиля работы состояла в том, что он уже с давнего времени — еще с харьковских лет — почти не читал сам научных статей или книг. Тем не менее он был всегда полностью в курсе всего нового в физике. Знание приходило к нему из многочисленных дискуссий, из докладов на руководимом им семинаре.
Этот семинар проводился регулярно, раз в неделю, в течение почти тридцати лет, а в последние годы его заседания приобрели характер общемосковских собраний физиков-теоретиков. Докладывание на семинаре вменялось в святой долг всех учеников и сотрудников, и сам Лев Давидович с чрезвычайной серьезностью и тщательностью относился к отбору материала для докладов. Он интересовался и был равно компетентен во всем в физике, и участникам семинара часто было нелегко мгновенно переключаться вслед за ним от обсуждения, скажем, свойств «странных» частиц к обсуждению энергетического спектра электронов в кремнии. Для самого Льва Давидовича прослушивание докладов никогда не было формальностью: он не успокаивался до тех пор, пока существо работы не выяснялось полностью и в ней не отыскивались все следы «филологии» — бездоказательных утверждений или предположений, выдвигаемых по принципу «почему бы не так». В результате такого обсуждения и критики многие работы объявлялись «патологией», и Лев Давидович терял к ним всякий интерес. С другой стороны, статьи, действительно содержащие новые идеи или результаты, зачислялись в так называемый золотой фонд и Л. Д. запоминал их навсегда.
Фактически ему было обычно достаточно знать лишь основную идею работы, для того чтобы воспроизвести все ее результаты. Как правило, ему было легче получить их своим собственным путем, чем следовать за деталями рассуждений автора. Таким образом, он воспроизвел для себя и глубоко продумал большинство основных результатов во всех областях теоретической физики[7]. Этому же, вероятно, была обязана и его феноменальная способность — давать ответ почти на всякий задаваемый ему физический вопрос.
Научному стилю Льва Давидовича была противна тенденция, к сожалению довольно распространенная, превращать простые вещи в сложные (часто аргументируемая общностью и строгостью, которые, однако, обычно оказываются иллюзорными). Сам он всегда стремился к обратному — сделать сложные вещи простыми, наиболее ясным образом выявить истинную простоту лежащих в основе явлений законов природы. Умение сделать это, «тривиализовать» вещи, как он сам говорил, составляло предмет его особой гордости.
Стремление к простоте и порядку было вообще свойственно всему складу ума Льва Давидовича. Оно проявлялось не только в серьезных, но и в полусерьезных и даже в типичных для него чисто шуточных вещах[8]. Так, он любил классифицировать все: от женщин — по степени их красоты и до физиков-теоретиков — по степени значительности их вклада в науку. Эта последняя классификация проводилась по пятибалльной системе в логарифмической шкале: так, подразумевалось, что физик второго класса сделал в 10 раз больше, чем физик третьего класса (в пятый же класс помещались «патологи»). В этой шкале Эйнштейн занимал половинный класс, а Бор, Гейзенберг, Шрёдингер, Дирак и некоторые другие относились к первому классу. Себя самого Лев Давидович долго относил скромно к двухсполовинному классу и лишь сравнительно поздно перевел себя во второй класс.
Он работал всегда и много (никогда за столом, а обычно полулежа у себя на диване).
Признание результатов своей работы в той или иной степени важно для всякого ученого; оно было существенно, конечно, и для Льва Давидовича. Но все же можно сказать, что он придавал вопросам приоритета много меньше значения, чем это бывает обычно. И во всяком случае, несомненно, что внутренним стимулом к работе было для него не стремление к славе, а неистощимое любопытство, неистощимая страсть к познанию законов природы в их больших и малых проявлениях. Никогда не следует работать ради посторонних целей, ради того, чтобы сделать великое открытие; так все равно ничего не получится — эту простую истину он никогда не упускал случая повторять.
Очень широк был и круг интересов Льва Давидовича вне физики. Помимо точных наук, он очень любил — и хорошо знал — историю. Его горячо интересовали и глубоко впечатляли все виды искусства, за исключением, однако, музыки (а также и балета).
Те, кто имел счастье в течение многих лет быть среди его учеников и друзей, знали, что наш Дау, как его звали друзья и товарищи[9], не старел. С ним никогда не было скучно. Яркость его личности не тускнела, а научная мощь не ослабевала. Тем нелепее и страшнее случай, прервавший в расцвете его блестящую деятельность.
Статьи Ландау, как правило, несут на себе все признаки свойственного ему научного стиля: ясность и четкость физической постановки вопросов, наиболее прямой и элегантный путь к их решению, ничего лишнего. Даже сейчас, спустя много лет, большая часть его статей не требовала бы никаких изменений.
Следующий ниже краткий обзор должен дать лишь некоторую ориентировку среди изобилия и разнообразия работ Льва Давидовича, а также несколько прояснить место, занимаемое этими работами в истории физики, которое, может быть, не всегда очевидно для современного читателя.
Характернейшей чертой научного творчества Ландау является его широта, почти беспрецедентная по своему диапазону; оно охватывает собой всю теоретическую физику, от гидродинамики до квантовой теории поля. В наш век все усиливающейся узкой специализации расходились постепенно и научные пути его учеников. Сам же Лев Давидович объединял их всех, всегда сохраняя поистине удивительную заинтересованность во всем. В его лице ушел из физики, возможно, один из последних великих универсалов.
Уже беглый взгляд на список работ Ландау покажет, что в его жизни нельзя выделить сколько-нибудь длительных периодов, в течение которых он работал лишь в какой-либо одной области физики. Поэтому и перечисление ряда его работ составлено не в хронологическом порядке, а по возможности по тематическому признаку. Начнем с работ, посвященных общим вопросам квантовой механики.
Сюда относится прежде всего несколько ранних работ Ландау. В связи с рассмотрением проблемы торможения излучением им было впервые введено понятие о неполном квантовомеханическом описании, осуществляемом с помощью величин, которые в дальнейшем получили название «матрицы плотности» [2]. В этой работе матрица плотности была введена в энергетическом представлении.
Две статьи [6, 7] посвящены вычислению вероятностей квазиклассических процессов. Трудность этого вопроса связана с тем, что ввиду экспоненциальности (с большой мнимой экспонентой) квазиклассических волновых функций подынтегральное выражение в матричных элементах оказывается быстроосциллирующей величиной, что сильно затрудняет даже оценку интеграла; фактически до работ Ландау все исследования подобных вопросов оказывались ошибочными. Ландау впервые дал общий метод вычисления квазиклассических матричных элементов, а также применил его к ряду конкретных процессов.
В 1930-г. Ландау (совместно с Р. Пайерлсом) опубликовал детальное исследование ограничений, вводимых в квантово-механическое описание релятивистскими требованиями [5]; эта статья вызвала в свое время оживленные дискуссии. Ее основной результат состоит (помимо уточнения вопроса об индивидуальной неопределенности координаты) в установлении принципиальных границ возможности измерения импульса частицы за конечное время. Отсюда следовало, что в релятивистской квантовой области не могут быть измерены никакие динамические переменные, характеризующие частицы в их взаимодействии, и единственными измеримыми величинами оказываются импульсы (и поляризации) свободных частиц. В этом и лежит физический корень тех затруднений, которые возникают при переносе в релятивистскую область методов обычной квантовой механики, использующих понятия, теряющие здесь свой смысл. Ландау снова вернулся к этому вопросу в своей последней опубликованной статье [98], выразив в ней свое убеждение в том, что ψ-операторы как носители ненаблюдаемой информации, а с ними и весь гамильтонов метод должны будут исчезнуть из будущей теории.
Одним из оснований для этого убеждения послужили Льву Давидовичу результаты проведенных им в 1954—1955 гг. (совместно с А. А. Абрикосовым, И. М. Халатниковым и И. Я. Померанчуком) исследований основ квантовой электродинамики [76—79, 83]. Эти исследования исходили из представления о точечном взаимодействии как пределе «размазанного» взаимодействия при стремлении к нулю радиуса размазывания. Это позволило сразу иметь дело с конечными выражениями. Далее оказалось возможным произвести суммирование основных членов всего ряда теории возмущений, и в результате были получены асимптотические (при больших импульсах) выражения для основных величин квантовой электродинамики — гриновских функций и вершинной части. Из этих выражений, в свою очередь, была найдена связь между истинными зарядом и массой электрона и их «затравочными» значениями. Хотя эти вычисления были проведены в предположении малости «затравочного» заряда, были высказаны аргументы в пользу того, что формула для связи истинного и «затравочного» зарядов сохраняет свою применимость и при любой величине последнего. Тогда исследование формулы показывает, что в пределе точечного взаимодействия истинный заряд обращается в нуль — теория «нулифицируется»