В один из тех дней, когда Лев сидел дома, обложившись книгами, приехала Любовь Вениаминовна. Она урвала несколько дней от московской командировки — решила проведать детей. У Сонечки всё было благополучно, а Лёва очень встревожил мать, хотя учился он превосходно. Ей хотелось, чтобы сын не занимался до умопомрачения, не сидел сутками над формулами. Возвратившись в Баку, Любовь Вениаминовна зашла к племяннице — Софье Владимировне Зарафьян. Она была такой грустной, что Софье Владимировне захотелось её утешить.

– Тетя Люба, Лёва гений, — сказала Софья Владимировна.

– Я бы предпочла, чтобы у меня был не гений, а сын, — возразила Любовь Вениаминовна.

За полгода до окончания университета в «Zeitschrift fur Physik» была напечатана первая научная работа Ландау «К теории спектров двухатомных молекул», посвящённая принципиальным вопросам квантовой механики — новой физической теории, согласно которой частицы атомных размеров одновременно обладают корпускулярными и волновыми свойствами: элементарная частица может вести себя одновременно и как волна, подобно электромагнитной волне или волне на воде. Такая двойственность присуща любым микрообъектам и, пожалуй, является самым удивительным свойством механики.

Основное понятие квантовой механики — понятие состояния. Обычная механика приучила нас к тому, что, произведя некоторое наблюдение, можно точно определить траекторию частицы. А в квантовой механике нельзя одновременно указать и положение электрона в пространстве, и его скорость, а если можно, то лишь с определённой степенью точности. Это утверждение носит в квантовой механике название принципа неопределённости.

Некоторые величины, характеризующие частицу (например, момент импульса) могут принимать только дискретный (прерывный) ряд значений. Другие, как, например, энергия, импульс, могут быть и дискретными, и непрерывными. Набор таких величин однозначно определяет состояние частицы. Под влиянием внешнего воздействия частица может переходить из одного состояния в другое. При этом невозможно достоверно определить, в какое именно состояние она перейдёт, но можно узнать вероятность, с которой она переходит в каждое из возможных состояний. Дискретность и вероятностный характер поведения частицы и составляют основу квантовой механики.

Статья восемнадцатилетнего студента — развитие идей Гейзенберга, Шрёдингера и других основателей квантовой механики.

– Когда я познакомился с общей теорией относительности Эйнштейна, я был потрясён её красотой, — много лет спустя рассказывал Ландау ученикам. — Статьи Гейзенберга и Шрёдингера привели меня в восхищение. Никогда раньше я с такой ясностью не ощущал мощь человеческого гения.

В 1926 году студент пятого курса университета Лев Ландау поехал в Москву на V съезд русских физиков. Съезд открылся 15 декабря и продолжался пять дней. Ландау выступил с докладом: «К вопросу о связи классической и волновой механики», выступал и в прениях, полемизируя с В. Е. Лашкарёвым, допустившим неточность в трактовке теории гравитации. Прошла неделя, надо было возвращаться в Ленинград. Из Москвы Лев ехал вместе с научным руководителем его дипломной работы. Это был профессор Виктор Робертович Бурсиан, учёный старой школы, важный и солидный. Студенты знали, что дома у профессора висят полотенца с вышитыми мудрыми изречениями на немецком, родном языке Бурсиана.

Лев Ландау выполнил дипломную работу намного раньше срока. Защиту назначили на 20 января 1927 года. После защиты профессор Лейфет спросил выпускника, где он намерен работать. Ландау ответил, что ещё не решил окончательно.

– Зачем выпускают столько физиков? — проворчал Лейфет. — Я же говорил Рождественскому…

В 1927 году Ландау поступил в аспирантуру Ленинградского физико-технического института, где вскоре был зачислен в группу теоретиков, которой руководил Яков Ильич Френкель. В группу кроме Ландау вошли В. А. Фок, М. П. Бронштейн и Д. Д. Иваненко. Лев подружился с Матвеем Бронштейном, остроумным, мягким и отзывчивым.

В это время Ландау начинает писать новую работу под названием «Проблема торможения в волновой механике». Анализируя механизмы торможения излучением, он (независимо от фон Неймана) вводит в квантовую механику новое важнейшее понятие матрицы плотности.

Дау по-прежнему много занимается. Физика доставляет ему огромное, ни с чем не сравнимое удовольствие. Его имя приобретает известность: учёные в своих исследованиях ссылаются на его работы. Иностранные физики, приезжающие в Ленинград, снова и снова предлагают Дау принять участие в своих семинарах.

Он с каждым днём становится взрослее. Если раньше на него особенно сильное впечатление производила, скажем, способность Жюльена Сореля в один присест выучить страницу газетного текста, то теперь его больше интересует духовный мир героя: величайшая трагедия человека, который вдруг осознает, что то, чего он всю жизнь добивался, не стоит затраченных усилий. Главное — не только сильный характер, но и достойная цель. Для него эта цель — наука, физика.

Став аспирантом, Лев решил, что настало время выбраться из-под надзора тётушки. Приятели помогли найти комнату на площади Пяти углов. Началась самостоятельная жизнь. Теперь друзья могли чаще приходить к нему. Компания подобралась дружная. Выдумкам не было конца. Начали с того, что переиначили друг другу имена: Дмитрий Иваненко — Димус, Женечка Канегизер — Лю, Георгий Гамов — Васька да Гамов или Джонни, Матвей Бронштейн — Аббатик, Михаил Корец — Корица, Илья Бытенский — Люся…

По любому, даже пустяковому, поводу создавались теории. Первая возникла для квалификации научных работ. К высшему, первому, классу работ принадлежат работы замечательные, ко второму — очень хорошие, к третьему — хорошие, к четвёртому — посредственные и к пятому — «патологические», ошибочные, непонятно каким образом появившиеся.

Затем была изобретена классификация зануд. Первый класс — гнусы (грубияны, драчуны, скандалисты). Второй — моралинники (выделяют «продукт» морали — моралин). Третий — постники (отличаются недовольным, постным выражением лица). Четвёртый — обидчивые (всегда на кого-нибудь в обиде).

Самым весёлым в компании был Лев. Находчивый в спорах, начитанный, он был сведущ больше сверстников не только в точных науках, но и в истории, в литературе, в живописи. Однако представления его о жизни были крайне наивны. Как-то он случайно узнал, что двое его друзей — он и она — встречаются тайком от него. Влюблённая пара, по мнению Дау, нарушила элементарнейшие правила дружбы, и, он рассорился с молодыми людьми.

Друзья выпускали рукописный юмористический журнал, разыгрывали шарады, решали кроссворды. Среди них был даже собственный поэт — Женечка Канегизер. Стихи её пользовались огромным успехом в университете, а сама она была украшением «джаза», в который кроме неё вошли три отважных мушкетёра: Дау, Гамов и Иваненко. «Джазистов» побаивались, во всяком случае, старались не задевать. Ну кому охота предстать перед всеми в карикатурном виде! Позднее «джаз» распался. Первой изменила ему Женечка. Она вышла замуж за талантливого физика Рудольфа Пайерлса и уехала с ним в Англию.

В 1928 году в Москве состоялся VI съезд физиков. Благодаря стараниям директора ЛФТИ академика А. Ф. Иоффе он был прекрасно организован. Этот съезд вошёл в историю науки. В его работе приняли участие Лебедев, Рождественский, Рожанский, Фок; многочисленные зарубежные гости: Бор, Дирак, Дебай, Бриллюэн, Франк, Джордж Эразм Дарвин, Ладенбург.

Большая аудитория физического факультета на Моховой. Съезд открывается докладом аспирантов Ленинградского физико-технического института Л. Д. Ландау и Д. Д. Иваненко «Основания квантовой статистики». Второй доклад Ландау и Иваненко назывался «Принцип причинности в современной физике». Третья работа Ландау, представленная съезду — «Магнитный электрон в волновой механике» — выполнена им без соавтора.