1929年在列宁格勒物理技术研究所,弗伦克尔(Ya. I. Frenkel)主持的研讨会留存下来三人同框的时刻,左二为朗道(L. D. Landau), 右四为伽莫夫(G. A. Gamow), 右二为伊万年科(D. D. Ivanenko)。 | 图源:https://kapitza.ras.ru/museum/landau/biography.htm
“像许多年轻而有才华的学生和初出茅庐的科学家那样,他们喜欢自称‘顺手搞搞科学’,仿佛自己什么都‘随便一看就懂’,科学于他们而言就像是场游戏。一句妙语、一场恶作剧、一场智力或体育竞赛的胜利,这些和科研上的成功一样令人重视。在学生时代,尽管还称不上‘轰动一时’,他们四人也都已颇有成绩。”历史学者弗伦克尔(Victor Ya. Frenkel),在其《乔治·伽莫夫:生平纪事》一文中写道。
显然,表面的轻松难掩刻苦与勤奋。
据朗道的学生和亲密合作者栗弗席兹(E. M. Lifshitz)后来回忆,大学时期的朗道非常用功——
那时,弗里德曼刚在德国《物理学报》(Zeitschrift für Physik)上发表论文,阐述了膨胀宇宙的思想,开启了宇宙学的新纪元。本来,伽莫夫想着让弗里德曼指导其做相对论宇宙学研究,但不幸的是,弗里德曼在一次乘坐气象气球的飞行实验中感染严重风寒,引发肺炎离世。他的毕业论文导师随之更换为克鲁特科夫(Yuri Krutkov)[9],是奥地利物理学家埃伦费斯特(Paul Ehrenfest)的学生。但他对新的课题——雷利摆的绝热不变量,完全不感兴趣,犯了严重的拖延症。
这里顺便多说几句埃伦费斯特。他可说是俄罗斯物理学独一无二的“贵人”,说他是这些年轻人的师祖也不为过。他本是统计物理大神路德维希·玻尔兹曼(Ludwig Boltzmann)的衣钵传人。在1907年-1912年间,他和妻子定居圣彼得堡,办了一个理论物理研习班,讲授量子理论和相对论等前沿进展,造就了俄罗斯本土第一批理论物理学家,如弗伦克尔(Y. I. Frenkel)[10]、弗雷德里克斯(V. K. Frederiks)[11]、弗里德曼等。如果俄罗斯有类似的“科学友谊奖”,埃伦费斯特将会是第一个拿奖的,也许玻尔、狄拉克也要排在后面。
[1]朗道上学期间,苏联教育正经历激进的重组和教学实验,想法是希望让工人和农民的孩子得到更好的教育,为了促进他们达到较高的教育水平,新的教育系统放宽了很多传统上的限制,比如废除了文凭和学术头衔。所以,一个人可以无需高中毕业就可以进入大学,无需正式的大学文凭就可以开始研究生项目,无需博士学位就可以被聘为教授。朗道除了他的自身天赋外(他13岁即掌握了微积分),无疑也受益于这种看似混乱但实则“宽松”的状况。1920年,当中学学校课程被革命的混乱打断时,12岁的朗道在家学习了一年。据栗弗席兹的说法,13岁的朗道中学毕业之后,父母觉得他年纪太小,不适合上大学,于是在巴库经济技术学校读了一年。第二年,他进入巴库大学,同时在物理数学系和化学系学习。但这所新大学本身是革命中仓促成立,有点名不符实,不算真正意义上的大学。两年后转入的列宁格勒大学有着深厚的学术传统。参考:Kojevnikov, Alexei B. Stalin's Great Science: The Times and Adventures of Soviet Physicists. Imperial College Press, 2004.
[2]参见伽莫夫自传中对两人的描述。My World Line G. Gamow, Viking Press, 1970.此外,关于伽莫夫转学列宁格勒大学之前的经历,可参考Френкель В.Я. Георгий Гамов: линия жизни 1904–1933 (К 90-летию со дня рождения Г.А. Гамова) , Успехи физических наук. 1994.Т. 164, № 8. Август. 弗伦克尔 V.Ya.,乔治·伽莫夫:生平纪事,1904–1933(纪念伽莫夫 G.A. 诞辰90周年),物理科学进展,1994年8月,第 164 卷, 第 8 期。现简述如下:除望远镜和显微镜外,伽莫夫未提及其他激发科学兴趣的外因。但敖德萨“马捷西斯”出版社(以刊印自然科学著作闻名)的影响不容忽视。他回忆自己曾如饥似渴地阅读该社出版的相对论科普书,肯定也读过洛伦兹《物理学教程》的俄译本……1921年中学毕业时(其父任教的学校),伽莫夫进入当时的新俄罗斯大学(后改称敖德萨大学)数理系。虽然当地有曼德尔施塔姆、帕帕莱克西等杰出物理学家,但他们都在工学院任教。大学物理系由分子物理学家卡斯特林教授主持,其坚持“没有实验演示就不开课”的原则(曾宣称“不愿用粉笔空谈”),导致物理课程长期停摆。伽莫夫与数学家卡甘(主持“马捷西斯”自然科学部)和沙图诺夫斯基关系良好,并在两人指导下自学并研究了某些问题。伽莫夫曾调侃沙图诺夫斯基被学生指出心算错误时的妙答:“数学家不该像银行职员那样纠结计算!”
[3]热尼亚在1931年与鲁道夫·佩尔斯(Rudolf Ernst Peierls,1907-1995)结婚。佩尔斯是出生于德国的犹太裔物理学家,后加入英国籍。他曾是英国核计划中的重要人物。他们离开俄国后先居德国,希特勒掌权后又移居英国。热尼亚精通俄语、德语、英语诗歌。1956年,伽莫夫来欧洲休假,曾写信给她,信中充满温情与友谊,并附上凭记忆抄录的她最为精彩的一些诗作。热尼亚还有一位妹妹是生物学家尼娜。
[4]布朗斯坦(Matvei Petrovich Bronstein,1906—1938)是苏联理论物理学家、量子引力研究先驱,其学术成果涉及天体物理学、半导体、量子电动力学和宇宙学领域,并著有多种儿童科普读物。其传记以及物理成就的解读,见G. E. Gorelik, V. Y. Frenkel, Matvei Petrovich Bronstein and Soviet Theoretical Physics in the Thirties, Birkhauser Verlag, 1994.维克多·阿马扎斯波维奇·安巴尔祖米扬(Viktor AamazaspovichAmbartsumian,1908年9月18日—1996年8月12日)是苏联和亚美尼亚的天体物理学家及科学管理者。他是20世纪最杰出的天文学家之一,被广泛认为是苏联理论天体物理学的奠基人。
[5]维克托·罗伯特罗维奇·布尔西安(Viktor Robertovich Bursian, 1886-1945)于1886年12月25日(旧历)出生于圣彼得堡。他1904年以金质奖章毕业于预科学校,随后在圣彼得堡大学学习,并于1906年应F. 帕邢(Louis Carl Heinrich Friedrich Paschen,1865年1月22日—1947年2月25日)的邀请,赴德国蒂宾根大学深造。1910年,V. R. 布尔西安开始执教,1918年成为大学和理工学院讲师。1918年,V. R. 布尔西安成为由A. F. 约费院士创立的物理技术研究所的首任科学秘书,随后被任命为该研究所理论部的首任主任。他主持的量子力学研讨班汇聚了苏联量子力学史上的主要人物——福克、弗雷德里克斯、弗伦克尔等。苏联量子力学的第一部重要著作《新量子力学基础》(Osnovaniia novoi kvantovoi mekhaniki,1927年)就是以研讨班上的论文为基础写就。1932年,他成为列宁格勒国立大学理论物理系的教授兼系主任;1933年担任物理学院院长;1934年出任列宁格勒大学物理科学研究所所长。1936年,V. R. 布尔西安在大清洗中被捕并在狱中去世(后获完全平反)。参考:É. V. Bursian, A. I.
[10]弗伦克尔(1894-1952)是列宁格勒理论物理学家中最活跃的一个,一生发表了一百多篇论文和二十部专著,他的主要研究领域在凝聚态物理。1926年深秋,弗伦克尔从德国学术休假归来后,就开设了他在苏联的第一门量子力学课程。他指导过很多学生,包括朗道和布朗斯坦。他也长期与量子力学和相对论的反对者做斗争,他坚决反对辩证唯物主义思想渗透自然科学,认为其无法为物理学贡献任何东西。参见Josephson, Paul R. Physics and Politics in Revolutionary Russia. Berkeley: University of California Press, 1991.
[11]弗雷德里克斯在1914年至1918年间曾在哥廷根师从希尔伯特,他在1921年出版了第一本俄文的广义相对论介绍,书中指出了非欧几里得几何的作用,时间作为与空间测量不可分割的量,以及新引力理论中对绝对空间和时间的拒绝。在弗里德曼和弗雷德里克斯第一次合作著作《相对论理论基础》(Osnovy teorii otnositel'nosti)中,使用张量分析“从逻辑上相当严格地阐述了相对论理论”。
[18]根据档案资料,早在1926年,赫沃尔松就已推荐伽莫夫为候选人申请人民教育委员部于1927年夏季学期到德国交流,直到1928年5月以后才有进展。他出国后,很快作出世界级的成果,第一次利用量子隧穿效应解释了原子核的α粒子衰变。参见Френкель В.Я. Георгий Гамов: линия жизни 1904–1933 (К 90-летию со дня рождения Г.А. Гамова) , Успехи физических наук. 1994.Т. 164, № 8. Август. 弗伦克尔 V.Ya.,乔治·伽莫夫:生平纪事,1904–1933(纪念伽莫夫 G.A. 诞辰90周年),物理科学进展,1994年8月,第 164 卷, 第 8 期。