他是目中無人的物理天才,是被政治所傷的“反蘇”分子,事業巔峰期卻遭遇車禍——他是列夫·朗道

本文刊載於《三聯生活週刊》2020年第10期,原文標題《誰是列夫·朗道?》,嚴禁私自轉載,侵權必究

如果說在柏林電影節首映的《DAU》已經從一部實驗電影轉變成了一種對蘇聯權力研究之下的社會實踐,那它的靈感出發點,歷史中真實的列夫·朗道是什麼樣子呢?

記者/張星雲

他是目中無人的物理天才,是被政治所傷的“反蘇”分子,事業巔峰期卻遭遇車禍——他是列夫·朗道

車禍後的朗道和妻子科拉(攝於1964年)


最後一位全能物理學家

對於物理系學生來說,蘇聯物理學家列夫·朗道(Lev Landau)算是人生中的必經之路了。這位諾貝爾物理學獎獲得者編寫的十卷本《理論物理教程》至今仍是很多物理學工作者的進階書籍,他的“朗道十誡”也為物理從業者和理工學生熟知。

朗道絕對是個天才。他4歲能看書,13歲學會微積分,14歲就上了大學,19歲發表了第一篇論文,其中所提出的“密度矩陣”概念可以作為量子體系的描述方式之一。他涉及的領域如此之多,每個領域的貢獻都如此之大,因此人稱“奧本海默之後最後一位全能物理學家”。

1958年,朗道50歲壽辰的時候,蘇聯原子能研究所為了祝壽,送給他一塊大理石板,上面刻著朗道10項最重要的科學成果。這10項成果幾乎囊括了當時物理學的全部前沿領域,從核物理、固體物理到電磁學、粒子物理、宇宙線和高能物理等等。朗道是猶太人,猶太人的先知摩西藉著上帝的旨意在石板上寫下了《十誡》,因此朗道的這10項科學成果此後被稱為“朗道十誡”,以此表達對朗道登峰造極的崇敬之情。

不過烏克蘭導演伊利亞·赫爾扎諾夫斯基(Ilya Khrjanovsky)一開始對朗道感興趣,並不是因為物理學。

在《DAU》之前,赫爾扎諾夫斯基只拍攝過一部電影《4》。之後,赫爾扎諾夫斯基想過翻拍巴爾扎克的《驢皮記》或海明威的《伊甸園》,但都沒有做成,直到他在法國讀到列夫·朗道妻子的回憶錄。回憶錄中最讓他感到震撼的,是“這位蘇聯人物的公共身份和私人生活的自由之間的反差”。

朗道的人生確實相當傳奇。不僅因為他的天才和科學上的貢獻,還因為他鮮明的個性、古怪的脾氣以及他同蘇聯國家機器之間撲朔迷離的關係。

1929年,朗道在列寧格勒物理技術研究所讀研究生期間,被蘇聯教育部送到歐洲各物理學重鎮遊學。他在哥本哈根由諾貝爾獎得主尼爾斯·玻爾(Niels Bohr)領導的研究所工作了一年,深受後者賞識,隨後又在劍橋結識了在那裡工作的同胞彼得·卡皮察(Pyotr Kapitsa)。等到回國,24歲的朗道已經成為學術帶頭人,1932年被任命為位於哈爾科夫的烏克蘭物理技術研究所的理論部主任。在哈爾科夫,他以平均每六個星期一篇的速度發表論文。他一邊從事開創性工作——關於第二類相變的研究,一邊在哈爾科夫大學裡教理論物理,帶出了一批年輕人。

才華出眾、少年得志的朗道自視甚高,又口無遮攔,缺少心機,常出言不遜,傷人無數,上至他的老前輩玻爾,下至哈爾科夫大學裡他的學生。尤其是他的學生,被他羞辱成了家常便飯。朗道堅信,對遊手好閒之輩絕不能心慈手軟,應當公開鄙視、嘲笑、排斥他們,因為這是社會的罪惡,而既然是罪惡,就應該與其進行鬥爭。他常常借恩格斯的語錄“勞動使猿變成人”對偷懶的研究生說:“您難道不知道人是從猴子變來的,是勞動創造了人嗎?所以,如果您不工作的話,就會長出尾巴,並且開始爬樹了。”還有一幅流傳甚廣的“對驢講經圖”描寫朗道講課的情景:背上生著天使翅膀的他在上面滔滔不絕,而學生們全被畫成豎著長耳朵的蠢驢在下面昏昏欲睡。這多半反映了曾受他貶斥的學生心目中的師生關係。以至在朗道辦公室的門口,有人貼了這樣一張告示:“小心!他會咬人!”。

同行他也不放過。朗道用數學符號對當時的理論物理學家分類:拉普拉斯算子△代表頭腦頂尖又坐得住者,如愛因斯坦;達蘭貝爾算子□代表頭腦笨但坐得住者,如莫斯科大學的某些教授;他本人由◇描述,頭腦雖頂尖但坐不住;而▽代表頭腦笨又坐不住的人。

當然,最著名的還屬“朗道排名”。他曾經用對數標尺做排行,將一眾物理學家按照貢獻論資排輩,即第一流物理學家的貢獻比第二流多十倍,第二流比第三流又多十倍。處在頂級的是愛因斯坦,量子力學的幾個創始人——薛定諤、海森堡、狄拉克被評為一流。朗道最初把自己評為“二流半”,直到他完成二級相變理論的論文後,才把自己的排名提高到二流。至於蘇聯的物理學家,他自己是第一位,第二和第三名都是空缺,第四則是他最器重的一位學生。甚至有一年愚人節,他開了一個玩笑——在佈告欄上貼出了自己對研究所每個人評定的能力和工資等級。

目中無人、言辭尖刻似乎是很多天才與生俱來的體質,不過這也肯定樹敵無數,朗道的人生道路便因此曲折。1937年,因烏克蘭物理技術研究所內人事變動引發的科學方向上的不同意見,他的一位助手短期被捕,朗道寫信給城市的保安部門,為這位助手開脫,但隨後他又因考試問題與哈爾科夫理工學院鬧翻。朗道給莫斯科物理問題研究所所長彼得·卡皮察——他當年在劍橋結識的那位蘇聯科學家——寫了一封超短的求職信,內容只有一句話:“請接受我成為你們研究所的科學家。”卡皮察二話沒說,馬上請他前來擔任研究所的理論部主任。然而,從哈爾科夫到莫斯科才一年,1938年,正值斯大林發起“大清洗”時期,朗道和他的兩名同事因“煽動反革命罪”被克格勃逮捕入獄。

他是目中無人的物理天才,是被政治所傷的“反蘇”分子,事業巔峰期卻遭遇車禍——他是列夫·朗道

朗道車禍昏迷甦醒後,諾貝爾物理學獎頒獎儀式專門為他破例在莫斯科的病房裡舉行(攝於1962年)


朗道與蘇聯

《DAU》導演赫爾扎諾夫斯基為他的拍攝計劃設定了一個真實的歷史時間段,1938年至1968年,即從朗道入獄那年,到朗道去世。

至今沒有人能肯定說明朗道當時入獄的原因,朗道本人後來也一直對此保持沉默。通常人們會認為,這位鶴立雞群的天才得罪過太多人,因而在體制內遭到誣告。不過到了90年代,蘇聯解體後,克格勃檔案被陸續公佈,其中就有1938年對朗道的審訊記錄以及他審訊後寫下的檢查材料。按照記錄,他在入獄兩個月後“坦白”了自己與另兩位同事一起參與“反蘇”的活動。只不過歷史學家對這些檔案的真實程度保持懷疑。

回到1938年,所長卡皮察當時可能也不知道自己下屬入獄的真實原因。但在朗道被捕當天,卡皮察就寫信給斯大林,說朗道年輕氣盛但決不會做不誠實的事,請求斯大林特別關注。後來他知道,遠在哥本哈根的玻爾也曾為此寫信給斯大林,反覆闡述朗道對物理學界的重要性,請求釋放朗道。

卡皮察深知體制內的規則,於是他等了近一年,等到事態有所冷卻,克格勃換了新領導拉夫連季·貝利亞(Lavrentiy Beria),自己也因被委以把科研基地轉移到大後方的重任而同高層領導多有接觸,此時他再給當時蘇聯的二號人物維亞切斯拉夫·莫洛托夫(Vyacheslav Molotov)寫了信,信中說只有朗道才能解決最近發現的液氦超流動性問題,同時還為朗道向貝利亞做了個人擔保。

最終,朗道在入獄一年零兩天之後得以保釋出獄。據他的家人後來說,釋放的命令下達時,朗道已經虛弱得不能行走了,在監獄裡經過一段時間的護理,才恢復健康和體重,能夠自己走出監獄。朗道事後說:“我在監獄裡蹲了一年時間,當時我以為最多隻有半年可活。”

卡皮察說得很準,出獄幾個月後,朗道就完成了低溫下液氦超流動性的理論解釋。正是這個理論讓他獲得了諾貝爾物理學獎,當然這是後話。而當年與他一同入獄的兩位同事,柯立茲在古拉格度過了20年,盧默爾則在一家勞改科研機構關了10年。多年以後,卡皮察在自己的回憶錄裡,對於朗道在這一年裡的遭遇只用一句話帶過:“朗道在物理問題研究所一直工作到去世,只是在1938年有過一年的中斷。”

卡皮察始終對朗道有所保護。1940年,他便提名尚處於保釋期的朗道為院士候選人,1946年朗道當選為蘇聯科學院院士,甚至都沒有經過通訊院士的階段。衛國戰爭爆發後,卡皮察領導的研究所被徵召到原子彈計劃中,不過朗道在計劃中從事的不是物理研究,而是應用數學和數值計算方面的工作,並因此兩度獲頒獎章。1953年,斯大林去世後,朗道跟人說:“我用不著怕他了。”從此離開了核武器研究計劃。

1958年,在莫斯科物理問題研究所為朗道五十壽辰舉行的慶祝會上,卡皮察感慨說:“多年以來我對我的理論室主任非常滿意,也努力為他創造各種條件,只可惜有一件事我做不到,那就是為他提供出國機會。”

實際上這也是當時大部分蘇聯科學家的處境,甚至連卡皮察自己也一樣。卡皮察自1921年起就在劍橋卡文迪什實驗室工作,後來當選為英國皇家學會會員,併成為那裡的蒙德實驗室的主任。1934年,他同往常一樣回國探親訪友,卻被通知說斯大林下令取消了他的出境許可,要他留下來為祖國服務。為了創造條件讓卡皮察繼續原來的研究,蘇聯政府把劍橋整個實驗室的設備買了下來運送到莫斯科,成立了物理問題研究所,命其不受預算限制,所長享有重要人事決定權。也正因此,卡皮察才把朗道招攬至此。

歷史後來證明,這樣的政策令蘇聯的科研迅猛發展,在物理問題研究所,出了至少6名科學院院士和3名諾貝爾獎獲得者。

“朗道勢壘”

被政治所傷的朗道並沒有獨善其身,而是轉頭開始發展自己的學派。也因此,朗道日後經常被和同一時期的美國物理學家理查德·費曼(Richard Feynman)放在一起比較。

兩人都是猶太人,都曾參與過自己國家的核武器計劃,都在60年代獲得諾貝爾物理學獎,費曼成就了量子電動力學,朗道成就了凝聚態物理學。他們對科學和愛情絕對誠實,有著共同的“幸福公式”:工作、愛情、交際。朗道喜歡給女性打分,費曼則一邊在酒吧看跳舞,一邊思考理論物理。他們都對哲學等“社會科學”不感興趣。不過,這兩位彼此惺惺相惜的物理天才卻從未見過面,也算是美蘇兩國幾十年冷戰的政治後果之一。朗道的學生、2003年諾貝爾物理學獎得主維塔利·金茲堡(Vitaly Ginzburg)認識費曼,曾說兩人想法很相似。

實際上在理論物理這樣的精確科學領域,不會產生科學觀點各異的學派,他們的差別往往在於個人風格和教育治學之道的不同。早在哈爾科夫工作期間,朗道和他的學生葉夫根尼·利夫希茨(Evgeny Lifshitz)便開始編寫十卷本《理論物理教程》,前後歷時40多年,這套俗稱“朗道十卷”的教材風格細緻嚴謹,影響了數代物理學家。而費曼留下的一套講給本科生的《費曼物理學講義》,則語言生動活潑,帶領一代代學生登堂入室。

此外他們的不同還在於,成為費曼的學生比較容易,可要想成為朗道的學生,得通過一套極其嚴格的考試。這套被朗道稱為“理論物理最低標準”的考試由一門數學和八門理論物理組成,後八門是理論力學、經典場論包括狹義和廣義相對論、統計物理、非相對論量子力學、連續介質電動力學、物理動理學、連續介質流體力學和彈性力學、量子場論。考試注重學生解決具體問題的能力,而不是抽象的理論框架,因為難度太大,這套評價方法被稱為“朗道勢壘”。將近30年的時間裡,只有43個人通過了這套考試,成為朗道的學生,其中有至少18人後來成為蘇聯或加盟共和國的科學院院士或通訊院士,這些人自立門戶後也曾按“朗道勢壘”取錄學生。

中國理論物理學家郝柏林始終記得1961年在莫斯科大學攻讀研究生學位時,自己考過“朗道勢壘”的過程。最初朗道自己主持每次考試,後來由他教授級的助手們分擔大部分課程,但第一門數學和最後一門量子場論總是由朗道本人出面。郝柏林的第一門數學就是在朗道自己的辦公室裡考的。朗道拿出一張白紙,寫了個不定積分放在辦公桌前,就去走廊找人聊天去了,過了一會兒他進來從後面看一眼卷子,看到郝柏林已經走上正路,就說“夠了,夠了”,便又寫一題。等郝柏林做了5道題後,朗道主動對他說“再見”,就意味著第一門考試通過了。

誰也沒有想到,54歲正處於事業巔峰期的朗道卻在那時遭遇了車禍。他坐的車子同迎面開來的卡車相撞,車禍中的其他人都只是輕傷,唯有朗道撞斷了多根骨頭,撞裂了頭蓋骨,頭腦和內臟嚴重受傷,醫生幾次宣佈他已經臨床死亡。他重傷的消息使得整個物理學界動員起來,把全世界最好的藥物和醫生調到莫斯科來,在昏迷兩個月之後將他從死神手裡奪了回來,使他逐步恢復了知覺和語言能力。

也許朗道的車禍讓瑞典的諾貝爾獎委員會產生了緊迫感——諾貝爾獎只能授給在世的人,假如朗道不幸在車禍中身亡,那難堪的將是諾貝爾獎委員會。於是,這一年的年底,他們決定把當年的物理學獎授予朗道,表彰他在20多年前提出的液氦超流動性理論以及成為物理學經典著作的《理論物理教程》,頒獎儀式專門為他破例,在莫斯科他的病房裡舉行。

此時郝柏林已經完成了“朗道勢壘”其他科目的考試,原本最後一門量子場論應由朗道本人出面主考,卻因健康原因改由朗道的同事阿布里科索夫主考,後來郝柏林也就隨阿布里科索夫從事研究,因此遺憾地錯過了考取“朗道勢壘”進入43人名單的機會。

而朗道經歷車禍雖然大難不死,但大腦受損後智力嚴重下降,他的學術生命已經終結。6年後,朗道去世。

在生命最後的6年裡,朗道仍然不願意循規蹈矩。在一次康復治療中,醫生讓他畫個圓圈,朗道就畫了個十字架;醫生讓他畫十字架,他卻畫了個圓圈。醫生怒了:“你為什麼不按我的意思去做?”朗道說:“這都是些愚蠢的測試,如果我不這麼做的話,您倒是有權懷疑我的智力水平了。”這是有記載的,朗道最後一次與平庸世界的對抗。

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