Лифшиц Илья Михайлович
Лифшиц Илья Михайлович
(род. в 1917 г. — ум. в 1982 г.)
Физик-теоретик, ученик и продолжатель дела Ландау в Харькове. Создатель прославленной «Школы физиков-теоретиков Лифшица».
«Есть одна наука — физика! Все остальное — коллекционирование марок», — так говорил лидер ученой общественности Харькова Илья Михайлович Лифшиц. Впрочем, это было едва ли не единственное его высказывание, претендующее хоть на какую-то резкость. В остальном Лифшица вспоминают как человека с исключительным чувством такта, скромного и мягкого. Вспоминают не только физики. Илья Михайлович интересовался естественными науками вообще, находя в задачах, которые стоят перед химиками и биологами, те общие физические проблемы, которые ему приходилось решать по основной своей специальности — физика-теоретика.
Илья Лифшиц появился на свет вместе с Новым, 1917 годом. (Это по старому стилю, а по новому дата его рождения — 13 января 1917 года.)
Предпосылки у него для того, чтобы стать лидером харьковской интеллигенции, были самые лучшие. Отец Ильи Михайловича был прекрасным врачом, профессором медицинского института. Двух своих сыновей, Евгения и Илью, даже в революционные годы Михаилу Лифшицу удалось воспитать в полном соответствии со всеми требованиями «приличного», элитного образования, оградить их от превратностей смутного времени. Во дворе укутанных и ухоженных Лифшицев дети прозвали «куклами». Женя и Лёля (так близкие называли Илью Михайловича до его смерти) с раннего детства изучали несколько иностранных языков, занимались игрой на фортепиано. Евгений Лифшиц лучше, чем младший брат, овладел языками, зато Илья стал хорошим пианистом.
В 1931 году Илья Михайлович окончил семилетнюю среднюю школу, через два года — рабфак. Профессиональный выбор младшего Лифшица соответствовал выбору старшего брата. Тогда в Харькове стремительно развивалась физика. УФТИ стал гордостью города, о достижениях местных ученых писали всесоюзные газеты. Здесь работал талантливый и совсем еще юный Ландау — кумир интеллигентной молодежи. Так что Илья Лифшиц стал студентом физико-механического факультета Харьковского механико-машиностроительного института (позже ХПИ). Кстати, он отказался от учебы в консерватории, куда тоже успешно сдал экзамены. Всем окружающим было очевидно, что Лёля обладает уникальными способностями к точным наукам. Причем к математике не меньше, чем к физике. Для того чтобы получить соответствующую базу и в этой области, в 1935 году Илья параллельно с физикой стал заниматься математикой на математическом отделении физико-математического факультета Харьковского государственного университета. Курс этого отделения он прошел за год. Виртуозное владение математическим аппаратом всегда отличало Илью Михайловича от многих других вполне приличных физиков. Более того, первые самостоятельные работы его касались именно математических проблем.
В 1938 году Лифшиц окончил физико-механический факультет, а за год до этого он уже стал научным сотрудником УФТИ. К тому времени он, а тем более — его брат были уже прекрасно знакомы с Дау. Вместе с Евгением Лев Давидович начал писать свой знаменитый курс теоретической физики. Но при этом будущий нобелевский лауреат достаточно откровенно признавался своей жене, что «Женька умен, жизненно умен, но совершенно не способен к творческому мышлению. А вот Илья дурак дураком, всю жизнь на поводу у Женьки, марки собирает… Но физик талантливейший!» Дураком Илья Михайлович, конечно, не был. Лев Ландау имел в виду, вероятно, лишь практическую смекалку, жизненную мудрость. Действительно, Илья Лифшиц отличался некоторой рассеянностью, был, по мнению его сотрудников, «антикарьеристом» — не умел и не хотел добиваться высоких званий и большой зарплаты ни для себя, ни для своих соратников и учеников. Марки же он в самом деле собирал с большим увлечением — был одним из виднейших филателистов всего Союза.
В 1939 году Ильмех (еще одно прозвище ученого, данное ему, вероятно, за его учебу на физико-механическом факультете) защитил кандидатскую диссертацию на тему «К теории твердых растворов». В 1941 году Илья Михайлович возглавил теоретический отдел УФТИ (так же, как и до него Ландау). В том же году (всего через два года после кандидатской) Илья Михайлович получил докторскую степень. Диссертация его называлась «Оптическое поведение неидеальных кристаллов в инфракрасной области».
За работы, проводившиеся в УФТИ под непосредственным руководством Ильи Лифшица во время войны, он был награжден медалью. В 1944 году Ильмех возглавил кафедру статистической физики и термодинамики ХГУ, которой руководил до 1967 года. Кафедру эту, впрочем, чаще называли просто «кафедра теоретической физики». Надо прямо сказать, что преподавательская деятельность в ХГУ для Лифшица так и не стала главным делом. Гораздо больше времени он проводил в своем отделе в Физико-техническом институте. Говорят, что в 40-х его еще нельзя было назвать искусным лектором, но со временем он резко повысил свое мастерство публичного преподавателя. К лекциям он готовился, намечая основные пути развития мысли, конкретных расчетов заранее не проводил, потому что был совершенно уверен (и справедливо) в своем знании математики. Часто лекции превращались в блестящую импровизацию, когда Лифшица увлекала неожиданная мысль, новая идея. Он быстро писал на доске, часто допускал неточности и тут же их сам исправлял. Вот как описывает его работу профессор Ульянов: «Стараясь поправить дело, он смущенно приговаривал, сосокая, «ссясссяс» («сейчас-сейчас»). Мы волновались в эти мгновения за него, сочувствовали, но он всегда быстро обнаруживал, в чем дело, с честью выходя из неловкой ситуации». Иногда Илья Михайлович по рассеянности клал в карман пиджака тряпку для стирания с доски. Интересно, что при этом профессор был всегда опрятен и чисто выбрит, следил за модой, хотя одевался неброско. Даже дома принимал любых посетителей при полном параде. Тот же профессор Ульянов утверждает, что Лифшиц напоминал французского актера Луи де Фюнеса — и живостью улыбки, и ростом, и подвижностью.
Практических занятий Лифшиц не вел, да и на экзамены приходил с большим опозданием, оставляя основную работу своим ассистентам. Пришедшему, в конце концов, «мэтру» доставались последние сдающие (как правило, отстающие). У них Илье Михайловичу принимать экзамен было едва ли не интереснее, чем у успевающих студентов. Он хохотал до слез, когда слышал несуразицы из уст незадачливых молодых физиков. Некоторые даже специально говорили ерунду, чтобы привести Ильмеха в благожелательное расположение духа. Вообще, студенты очень уважали Лифшица, но не боялись его. Да и не с чего было бояться. Илья Михайлович никогда не повышал голос, не ругался (говорят, самыми резкими его словами были «чушь» и «мура»), не переходил на личности. Этим он сильно отличался от того же Ландау. Собеседника Илья Лифшиц выслушивал с предельным вниманием, критикуя те или иные выводы, делал это так, что не обижал коллегу — пусть даже и молодого. В теоротделе УФТИ, как и везде вокруг Лифшица, царила доброжелательная атмосфера, любой сотрудник в любой момент мог спокойно зайти в кабинет к начальнику, не опасаясь его гнева.
Казалось бы, несколько отвлеченное отношение Ильмеха к ХГУ (в конце концов, его заведование кафедрой превратилось в номинальное, «почетное») не помешало ему собрать вокруг себя способных учеников, аспирантов, соратников. В Харькове сформировалась школа Лифшица. Ей противостояла школа другого выдающегося физика — Александра Ильича Ахиезера. Илья Михайлович вел городские семинары физиков в Доме ученых (в том же духе, что и до него делал это Лев Ландау). Это увлекало его гораздо больше, чем преподавание, здесь создавалась уникальная атмосфера советской физики, здесь формировались и обе указанные школы. Выступления Ильи Лифшица всегда воспринимались с огромным интересом. И потом, в Москве, и на других конференциях, в том числе и за границей, Лифшиц вечно нарушал регламент, ему действительно было важно донести до слушателей свою мысль, он не выступал для галочки. А проблемы он ставил самые широкие, перспективные. Рассказывают такой типичный случай. Лифшиц заметил, что сильно перебрал время, смутился, стал комкать концовку. И сам Петр Леонидович Капица, обычно очень строго следящий за регламентом, подбодрил коллегу: «Не волнуйтесь, Илья Михайлович, продолжайте, нам интересно».
Еще в 1948 году младший Лифшиц был избран членом-корреспондентом АН УССР. Через четыре года ему была присуждена премия им. Л. Мандельштама за цикл работ по динамической теории реальных кристаллов. С 1956 года до своей кончины Лифшиц был членом редколлегии журнала «Физика твердого тела». В 1960 году, очень поздно на самом деле, Илья Михайлович стал членом-корреспондентом АН СССР. Буквально тянул его все тот же Ландау. После заседания, посвященного этому назначению, один из ученых подошел к Льву Давидовичу и спросил: «Я так понимаю, что в следующем году мы будем принимать в членкоры старшего брата Лифшица», на что Ландау ответил: «Нет! Вот старшего Лифшица мы никогда в членкоры принимать не будем».
В 1962 году Илья Михайлович стал почетным членом Тринитиколледжа Кембриджского университета, тогда же получил премию им. Саймона Английского физического общества за работы по электронной теории металлов. Некоторое время Ильмех заведовал физикоматематической секцией общества «Знание», с 1967 года работал над изданием «Журнала экспериментальной и теоретической физики». Кроме того, Лифшиц входил в редколлегии нескольких иностранных физических изданий. В 1967 году уже действительному члену АН УССР была присуждена Ленинская премия за исследование электронного энергетического спектра металлов.
Много раз Лифшица приглашали в Москву, и очень долго он не соглашался. В Харькове он чувствовал себя уютно. Ландау как-то сказал, что Харьков — это удельное княжество, где правит «всемогущий Ильмех». Но после страшной катастрофы, в которую попал Лев Давидович, Илье Михайловичу пришлось заново взглянуть на проблему переезда. Он решился уже после смерти старшего друга и учителя. В Москве Лифшиц, как и в свое время в Харькове, занял место Дау — возглавил теоретический отдел Института физических проблем Академии наук СССР, стал вместе с Халатниковым вести теорфизический семинар. На физическом факультете МГУ Илья Михайлович организовал новую специальность «Теория твердого тела», которой заведовал до конца жизни. Лифшиц не раз читал и популярные лекции, писал научнопопулярные работы. (Одна из лучших была написана в соавторстве с М. Кагановым — «Квазичастицы в современной физике».)
В очередной раз нам придется хотя бы попытаться вникнуть в сущность работы крупного ученого. Это не так просто — физика в прошлом веке уже находилась на таком уровне, который не позволяет обывателю достаточно хорошо разобраться во всех выдающихся в этой области достижениях. Но без перечня таких достижений биография Ильи Михайловича Лифшица просто невозможна.
Для начала еще раз отметим, что Лифшиц был именно физиком-теоретиком. Не стоит представлять его себе возле каких-нибудь сложных устройств. Очевидцы утверждают, что в университетской физической лаборатории боялись случайного прихода Лифшица, одно присутствие которого могло вывести из строя тот или иной аппарат. Но в теоретической физике Ильмех был признанным корифеем.
Итак, одним из основных направлений деятельности этого ученого была физика твердого тела, хотя, как уже было сказано, Илья Михайлович не удовлетворялся таким определением и в своих работах предпочитал говорить о физике конденсированного состояния. Таким образом, он подчеркивал, что данное направление имеет дело в том числе с квантовыми жидкостями, жидкими и квантовыми кристаллами, смолами, стеклами и другими объектами, имеющими промежуточные свойства между истинно твердыми телами, кристаллами и жидкостями. Таким образом, Илья Михайлович Лифшиц постоянно обращал внимание на то, что твердые тела и конденсированное вещество, в сущности, подчиняется одним и тем же законам. При этом, выявляя эти общие законы, Лифшиц категорически возражал против того, чтобы фундаментальным направлением считали лишь физику элементарных частиц. Казалось бы, действительно, исследование мельчайших кирпичиков Вселенной, их свойств, законов их поведения имеет более фундаментальное значение для понимания законов природы. Но Илья Михайлович настаивал на том, что и исследование макроскопических объектов не менее фундаментально. Сейчас утверждение, что большие системы и объекты имеют свои законы и свойства, далеко не всегда непосредственно вытекающие из свойств отдельных частиц, стало общим местом в физике [60].
Научное наследие Ильи Михайловича можно разделить на следующие темы: неупорядоченные системы, реальные (неидеальные) кристаллы, металлы, квантовые жидкости и квантовые кристаллы, полимеры и биополимеры, общие вопросы статистической физики. Одна из этих проблем, вероятно, может считаться для ученого Лифшица основной. Неупорядоченными системами Илья Михайлович занимался, в общем, всю жизнь. Неупорядоченные системы — это конденсированные среды, в которых расположение атомов не характеризуется пространственной периодичностью. Теория таких систем получила мощный толчок к развитию при непосредственном влиянии Лифшица. Ему принадлежит открытие локальных и квазилокальных состояний в неупорядоченных твердых телах, им введена классификация беспорядка (еще одно понятие, ставшее через некоторое время более чем актуальным для современной естественной науки). Работы Лифшица в этой области, кстати, послужили источником идей и для математиков. (Ведь Илья Михайлович, как всегда, сам же разрабатывал нетривиальные математические методы для поддержки своих физических теорий. Многие книги Лифшица могут удивить своей кажущейся математической абстрактностью, хотя специалисты видят за этими длинными вычислениями строгую и ясную именно физическую концепцию, видят конечную цель, которую преследовал автор.)
Уже было сказано о том, как был отмечен вклад Ильи Лифшица в развитие электронной теории металлов. Геометрическая терминология, используемая в работах специалистов по физике металлов, целиком заимствована из работ Лифшица и его харьковских учеников. Илья Михайлович, работая в этой области, сумел в значительной степени ликвидировать противоречия между теоретическими предпосылками, которые до середины прошлого века основывались на построении идеальных моделей «абстрактного» металла, и накопившейся совокупностью конкретных экспериментальных данных. Свойства металлов значительно отличались в связи с различиями в свойствах самих электронов этих металлов. (К примеру, сопротивление одних металлов при низких температурах во много раз возрастает с увеличением магнитного поля, других — изменяется сравнительно немного). В знаковой статье Лифшица и его ученика Косевича «К теории эффекта де-Гааза-ван-Альфена для частиц с произвольным законом дисперсии» (1954) показано, что можно, не прибегая к конкретизации, получить вполне определенные предсказания о поведении наблюдаемых физических величин (их зависимости от температуры, магнитного поля и т. п.); впервые была сформулирована задача об определении электронного энергетического спектра по экспериментальным данным.
В 1969 году вышла статья И. М. Лифшица и А. Ф. Андреева «Квантовая теория дефектов в кристаллах». Благодаря ей стал популярен в науке термин «квантовый кристалл». Согласно авторам статьи, эти кристаллы вполне могут рассчитывать на право называться новым агрегатным состоянием вещества. Диффузия примесей в этих кристаллах не прекращается при падении температуры. Примесные атомы, благодаря делокализации, превращаются в квазичастицы, свободно движущиеся через кристалл с постоянной скоростью. Впоследствии многие предсказания теории квантовых кристаллов были подтверждены экспериментально.
Уже в последнее десятилетие жизни Илья Михайлович в очередной раз показал широту своего физического мышления, обратившись к актуальной тогда теме биологических полимеров. После работ Уотсона и Крика исследования в данной области захватили всю научную общественность и не отпускают до сих пор. Лифшица же, как и в любой области естествознания, интересовала в первую очередь физическая суть явлений и вещей. Он занялся физическим описанием длинных макромолекул полимеров, применяя свои познания в области физики твердого тела, термодинамики. В частности, он построил теорию фазовых переходов в полимерных цепях (переходы типа клубок-глобула). Илья Михайлович предложил также математический аппарат для решения задач статистической физики макромолекул. При физическом факультете МГУ был организован специальный семинар по теории полимеров и биополимеров.
Действительным членом АН СССР Лифшиц стал лишь в 1970 году. Через пять лет ему был вручен орден Трудового Красного Знамени. И в Москве Илье Михайловичу удалось оставаться всеобщим любимцем.
Умер Илья Михайлович Лифшиц 23 сентября 1982 года. Говорят, до последнего дня своей жизни, уже в больнице, он работал с какими-то бумагами. Через четыре года Лифшицу была посмертно присуждена Государственная премия УССР в области науки и техники 1985 года за монографию «Введение в теорию неупорядоченных систем» (совместно с Гредескулом и Пастуром), опубликованную в 1982 году. В Харькове Лифшица продолжают чтить как одного из выдающихся харьковских ученых, создателя своей школы и, собственно, славы Первой столицы, как столицы отечественной физической науки.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.