Яков Смородинский - Воспоминания о Л. Д. Ландау

Во-вторых, такое главенствующее в известном смысле место теоретической физики во всей физике ни в какой мере не означает, что физики-теоретики аналогичным образом занимают какое-то главенствующее положение среди физиков. Дело просто в том, что теоретическая физика — неотъемлемая часть физики, принадлежащая всем физикам. Более того, тот, кто не знает и не умеет использовать теоретическую физику (в каких пределах — это другой вопрос), вообще не может считаться физиком. Это все равно как нельзя себе представить врача, не знающего анатомию, или юриста, незнакомого с уголовным кодексом.

В-третьих, существенные открытия происходят иногда на базе теории, ее предсказаний. Однако даже чаще открытия оказываются совершенно неожиданным результатом проводимых экспериментов или наблюдений. Тем очевиднее необоснованность противопоставления в физике эксперимента и теории.

Поскольку теоретической физикой в той или иной мере занимаются, таким образом, все физики, иногда не так-то легко определить, кто же из них является физиком-теоретиком. Нередко такое «звание» присваивается лишь по негативному признаку: если физик проводит различные вычисления, решает те или иные задачи и не занимается экспериментом, его называют теоретиком. В настоящее время к числу физиков-теоретиков относят часто и математиков по образованию и способу мышления, концентрирующих свое внимание на различных вопросах теоретической физики. Вообще между многими специальностями и специализациями в математике, физике, астрономии, геофизике, биофизике и т. д. отсутствуют четкие перегородки как по существу, так и в отношении наименования специальностей. Здесь есть вопросы, которые было бы небезынтересно обсудить, но этому нет места в настоящей статье. Быть может, уместно лишь заметить, что специальность «физик-теоретик» особенно широка по сравнению с большинством других — таких, как оптик, акустик, радиофизик, «ядерщик» (специалист в области физики ядра) и т. д. и т. п. Это и понятно, поскольку теоретическая физика пронизывает всю физику. А один из результатов таков: физики-теоретики (точнее, те, кого называют или считают физиками-теоретиками) нередко плохо понимают друг друга — уж очень они в ряде случаев различны по стилю работы, используемым математическим методам и т. д. Но все же, если они действительно физики, у них есть общий язык — язык теоретической физики.

Научить языку теоретической физики или, если угодно, основам и методам теоретической физики — такова одна из главных, а быть может, и главная задача физического образования. Фундамент закладывается в школе. Второй этап — университетский курс так называемой общей физики, традиционно состоящий из механики, электричества, термодинамики и молекулярной физики, оптики и атомной физики. Считается иногда, что в этом курсе теоретическая физика не представлена. Но именно только считается. Достаточно посмотреть любой современный курс общей физики, например лучший из мне известных, курс Д. В. Сивухина, чтобы убедиться, насколько значителен там удельный вес теоретической физики — сформулированных математически физических законов, их обсуждения и анализа, пусть и простыми математическими методами. Кстати сказать, и сам Д. В. Сивухин — физик-теоретик. Один из крупнейших физиков-теоретиков современности, Р. Фейнман, — также автор широко известного, хотя и нестандартного, курса общей физики.

Следующим этапом на пути физического образования, обязательным на всех физических факультетах университетов и других вузов, являются специальные курсы теоретической физики. Они по тематике в значительной мере повторяют курс общей физики, но уже на таком математическом уровне, который необходим (хотя и далеко не всегда достаточен) для практической работы физика. Различным главам теоретической физики посвящено много учебников и учебных пособий. Встречались и многотомные курсы теоретической физики, написанные одним или двумя авторами. Я видел такие курсы в молодости, но сейчас не стану их вспоминать. Для советских физиков и, думаю, для физиков всего мира уже немало лет существует и широко известен один курс теоретической физики — Курс Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица. Слово «курс» написано выше с большой буквы не случайно. Подобно библии, которую было принято (да и сейчас иногда принято — не берусь точно сказать где и когда) писать с большой буквы, тома курса Ландау и Лифшица многие советские физики в разговорах, пусть и шутливо, называли и называют Книгами с большой буквы.

Курс «Теоретическая физика» Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица состоит из 10 томов. Их названия таковы:

I. Механика.

II. Теория поля.

III. Квантовая механика (нерелятивистская теория).

IV. Квантовая электродинамика.

V. Статистическая физика. Ч. 1.

VI. Гидродинамика.

VII. Теория упругости.

VIII. Электродинамика сплошных сред.

IX. Статистическая физика. Ч. 2 (теория конденсированного состояния).

X. Физическая кинетика.

Общий объем курса — около 5300 страниц (!).

Создание Курса, задуманное Л. Д. Ландау около 50 лет назад, — поистине титанический труд.

Подробнее на содержании Курса здесь нет возможности останавливаться, желающие сами могут с ним познакомиться (книги Курса имеются, конечно, в любой научной библиотеке). Разумеется, по количеству материала Курс далеко превосходит объем курсов теоретической физики, которые читаются студентам. Но практически все, что нужно для обучения, в Курсе представлено. Остальной материал используется физиками в их повседневной работе. Книги Курса, таким образом, это одновременно и учебник, и своего рода энциклопедия, и справочник, если понимать последний термин достаточно широко. Вместе с тем не нужно думать, что за пределами Курса не остались вопросы, которые можно отнести к теоретической физике. Конечно, такие вопросы имеются, как подчеркивали и сами авторы Курса. Да иначе и быть не может, ибо нельзя объять необъятное.

Стремление отразить в Курсе огромный материал и вместе с тем изложить все четко и с единых методических позиций потребовало исключительных усилий, о чем еще пойдет речь ниже. Сейчас хочется подчеркнуть, что в силу указанных требований при освещении того или иного вопроса, для доказательства и вывода высказываемых утверждений в Курсе выбирается один какой-либо путь, представлявшийся авторам наилучшим или наиболее подходящим для их целей. Между тем, как известно, почти любое нетривиальное заключение можно и обычно полезно осветить с различных сторон, привести разные доказательства, указать на различные аналогии. И в зависимости от способностей изучающих, типа их мышления и склонностей не всем из них предлагаемые в Курсе подходы и выводы покажутся наилучшими. Мне, например, использование принципа наименьшего действия как исходного при изложении даже механики не кажется наиболее прозрачным (то же, впрочем, относится и к теории поля). Здесь, правда, нужно учитывать тот факт, что уравнения механики и уравнения электромагнитного поля получаются уже в курсе общей физики, причем, конечно, не вариационным методом.