И. Халатников - Дау, Кентавр и другие

Расскажу о теории, созданной Ландау, можно сказать, на моих глазах. Речь идет о теории квантовой Ферми-жидкости. К 1956 г. накопились экспериментальные данные о жидком гелии, состоящем из изотопа с т — 3 (Не 3), которые не укла­дывались в картину идеального газа элементарных возбужде­ний. Однажды Ландау появился в моей комнате в ИФП и на­чал быстро писать на доске законы сохранения, вытекающие из кинетического уравнения для элементарных возбуждений. Оказалось, что закон сохранения импульса не выполняется автоматически. А на следующий день у него уже был ответ. Картина идеального газа для фермиевских возбуждений не проходила, необходимо было учитывать их взаимодействие с самого начала. Так возникла одна из элегантнейших теорий Ландау. Поскольку теория складывалась на наших глазах и обсуждалась поэтапно, у нас, его учеников, возникло чувство сопричастности к ее созданию. Совместно с А.А. Абрикосовым мы вскоре применили теорию Ландау для исследования конк­ретных свойств Ферми-жидкости. Хотя в то время у нас и воз­никло впечатление, что Ландау создал теорию на наших гла­зах, я все же думаю, что за всем этим стояла его домашняя подготовительная работа. Однако часто работы Ландау дей­ствительно возникали в результате импровизации. Такие имп­ровизационные расчеты Ландау дарил тем, кто ставил перед ним задачу.

Работы Ландау отличала четкость и простота изложения. Он тщательно продумывал свои лекции и статьи. Как извест­но, сам он не писал своих статей. К этой ответственной работе привлекались его сотрудники. Чаще всего это делал Е.М. Лифшиц. Мне же посчастливилось писать с Ландау две его извест­ные статьи, посвященные двухкомпонентному нейтрино и со­хранению комбинированной четности. Ландау обдумывал и обсуждал со мной каждую фразу, и лишь найдя наиболее яс­ную формулировку, считал возможным зафиксировать ее на бумаге. Таким образом он не только оттачивал стиль изложе­ния, но и попутно находил вопросы, нуждавшиеся в дополни­тельном разъяснении.

На нескольких приведенных примерах можно проследить, как работала творческая лаборатория Ландау. Во всяком слу­чае, его взаимоотношения с учениками отнюдь не сводились к тому, что он «выдавал» идеи, которые ученики подхватыва­ли и разрабатывали.

Когда в 1962 г., после автомобильной катастрофы, стало ясно, что Ландау уже не вернется к занятиям теоретической физикой, перед его ближайшими сотрудниками встала серьез­ная задача — сохранить школу Ландау с ее традициями. Хотя среди учеников Ландау были уже зрелые и крупные ученые, никто из них не смел и думать о том, чтобы заменить его в качестве лидера. Важнейшая и труднейшая задача состояла в сохранении лишь того высокого научного стандарта, прису­щего школе, в сохранении научного коллектива, который обес­печивал этот стандарт. Постепенно мы пришли к естественно­му заключению, что только коллективный ум может заменить могучий критический ум нашего учителя. Таким коллектив­ным умом мог стать специальный институт теоретической физики. Эта идея получила поддержку руководства Академии наук СССР, и осенью 1964 г. Институт теоретической физики (ИТФ) был организован.

Институт образовался в составе Ногинского научного цент­ра АН СССР, где в то время создавали Институт физики твер­дого тела. Было естественно, что институт вначале ограничи­вал свои задачи теорией твердого тела. Однако, как уже говорилось, самого Ландау и его школу всегда отличала уни­версальность. Постепенно в институте стали развиваться и дру­гие направления: ядерная физика и квантовая теория поля, релятивистская астрофизика, физика плазмы. Был организо­ван отдел математики и математической физики.

В таком институте широкого профиля главной проблемой было обеспечить взаимопонимание специалистов в различных областях физики. Приходилось считаться с тем, что век универ­салов типа Ландау окончился. Физика стала столь обширной наукой, что универсальность оказалась возможна лишь в мас­штабах коллектива. Но в этом случае обязательно наличие у членов коллектива общего языка. Опыт развития теоретической физики в последние десятилетия показал решающее значение взаимного влияния различных областей физики. Приведем хо­рошо известный пример: методы, развитые в квантовой теории поля, сыграли определяющую роль в теории конденсированно­го состояния, и в частности, в решении проблемы теории фазо­вых переходов. Конечно, общий язык может быть достигнут лишь в небольшом коллективе тщательно подобранных специалистов. О том, что нам удалось достигнуть этого, гово­рят многие примеры. Остановлюсь лишь на одном. Совместны­ми работами теоретиков и математиков ИТФ был достигнут значительный прогресс в квантовой теории поля и в теории сверхтекучести квантовой жидкости, которая состоит из атомов Не 3при сверхнизких температурах. В обоих случаях были эф­фективно использованы методы топологии. Этими успехами мы обязаны уже новому поколению теоретиков, выросших в стенах ИТФ. Появление этого нового поколения, так сказать, учени­ков учеников Ландау, или его научных «внуков», является зало­гом того, что дело, которому он себя посвятил, живет.

Штрихи к ненаписанному портрету математика

В математике Л.Д. Ландау ценил не теоремы существова­ния, а эффективные методы, позволяющие решать конкрет­ные физические задачи. Как пример «реальной» математики он всегда приводил метод Хопфа-Винера для решения интег­ральных уравнений, в которых интегрирование распространя­ется по полупространству. Этот нетривиальный метод, осно­ванный на теории функций комплексного переменного, был применен Ройтером и Зондгенмером в середине 50-х годов для решения задачи об аномальном скин-эффекте, когда глубина проникновения электромагнитного поля в металл сравнима с длиной свободного пробега электронов. И поэтому в 50-е годы имена Хопфа и Винера были очень популярны среди физиков, занимавшихся квантовой теорией металлов. Ландау восхищался изяществом и эффективностью открытого ими метода.

Однако как-то незадолго до автомобильной аварии Ландау встретился с Н. Винером в Москве у П.Л. Капицы на завтраке.

Н. Винер был в это время увлечен теорией информации, и разговор, который он вел за столом, на Ландау впечатления не произвел. Во всяком случае, после завтрака у П.Л. Капицы Дау вбежал в мою комнату в ИФП и произнес: «Никогда не встре­чал более ограниченного человека, чем Винер. Совершенно ясно, что он не мог придумать метод Хопфа-Винера. Этот метод явно придумал Хопф». На самом деле Дау употребил куда более сильные выражения.

Ландау недооценивал абстрактные области математики, не имевшие применения в физике в его время. Иногда он гово­рил мне в шутку: «Мы-то с вами знаем, что математика XX века — это и есть теоретическая физика». В то время я разделял эту точку зрения, однако спустя два десятилетия пос­ле Ландау методы современной математики — топология, алгебраическая геометрия, теория множеств — проникли в со­временную физику и эффективно используются при решении физических задач. Что сказал бы по этому поводу Ландау, я не знаю, но что он изучил бы новые методы и признал их, нет сомнения.