Николай Николаевич Боголюбов

Не было (и нет) ученого в мире, равного Боголюбову, ни по масштабам выполненных работ, ни по разносторонности рассмотренных проблем, ни по глубине их математического описания и обоснования, ни по тому огромному влиянию на развитие теоретической и математической физики во всем мире.

Н. Н. Боголюбов — основатель кафедры

Aкадемик Николай Николаевич Боголюбов (1909—1992) основал кафедру квантовой статистики и теории поля в 1966 году, выделив коллектив своих сотрудников и учеников из руководимой им с 1953 года кафедры теоретической физики физического факультета МГУ. Н.Н.Боголюбов бессменно заведовал кафедрой квантовой статистики и теории поля с момента её создания.

Основные направления научной деятельности Н. Н. Боголюбова, принесшие ему всемирную известность и результаты которой вошли в золотой фонд мировой науки, весьма обширны. Это теория нелинейных колебаний механических систем и почти периодических решений, доказательство инвариантной меры в динамических системах, метод усреднения, получивший название метода Крылова-Боголюбова, создание методов асимптотического интегрирования и регулярных методов теории возмущений в нелинейных теориях и т.д. Мощный математический базис в соединении с конкретными физическими проблемами привёл Боголюбова к формулировке концепции последовательных релаксационных процессов, происходящих в статистических системах, что привело к полному осознанию и математическому описанию эволюционных процессов, начиная от механического их характера и через кинетический этап доходя вплоть до макроскопического способа их описания, и заложило основы современной кинетической теории.

В области квантовой статистики Н. Н. Боголюбов впервые показал, что явление сверхтекучести обусловлено наличием в бозе-системе устойчивого конденсата. Математический приём, известный теперь во всем мире как преобразование Боголюбова, позволил ему создать такую микроскопическую теорию, которая последовательно описывала энергетический спектр сверхтекучей системы и объясняла соотношение между сверхтекучим и нормальным состояниями. Эти результаты оказались ключевыми во всех последующих исследованиях неидеальной вырожденной бозе-системы. Сочетание методов квантовой теории поля с идеями сверхтекучести коррелированных образований электронов, взаимодействующих с тепловыми колебаниями кристаллической решётки, позволило объяснить все те особенности спектра возбуждённых состояний системы, которые необходимы для возникновения сверхпроводящего эффекта в металлах, что привело Н.Н.Боголюбова не только к созданию теории сверхпроводимости, основанной на учёте электрон-фононного взаимодействия, но и к открытию нового фундаментального эффекта сверхтекучести ядерной материи.

Идеи и методы, развитые Н. Н. Боголюбовым при изучении неидеальных квантовых систем, оказались чрезвычайно плодотворными при изучении важнейшего вопроса квантовой теории поля, связанного с проблемой вырождения и устойчивости полевого вакуума, причём идея о возможной его неустойчивости в квантовой теории поля возникла исключительно благодаря исследованиям Н. Н. Боголюбова.

В области квантовой теории поля Н. Н. Боголюбов развивал аксиоматические пути построения теории, основанные не на гамильтоновом формализме, а на свойствах S-матрицы рассеяния, удовлетворяющей основным физическим постулатам — релятивистской ковариантности, унитарности, причинности и спектральности. Опыт построения автомодельной аксиоматики квантовой теории поля столкнулся с рядом новых чисто математических проблем, лежащих на стыке теории функций многих комплексных переменных и возможности аналитического продолжения обобщенных функций. Преодолев эти трудности, он открыл и доказал очень важную теорему, известную теперь как теорема об "острие клина", ставшую основой нового направления в математике. Эта теорема, основанная на идее Н. Н. Боголюбова о возможности определения опережающей и запаздывающей функций в виде единой аналитической функции, послужила основой доказательства так называемых дисперсионных соотношений для ряда важных случаев. В частности, эта теорема сыграла решающую роль в развитии теории сильных взаимодействий. Другим важным достижением Боголюбова и его учеников явилась разработка методов ренормализационной группы, позволивших исследовать автомодельное поведение глубоко-неупругих адрон-нуклонных процессов рассеяния и также заложивших основы развития нового направления в современной математике в рамках теории обобщённых функций многих переменных.

Ученики Н. Н. Боголюбова стараются продолжить стиль работы своего учителя и всё глубже развивают заложенные в его выдающихся основополагающих работах физические идеи и математические методы.

Из воспоминаний А. Н. Боголюбова

Николай Николаевич Боголюбов родился 21 (8) августа 1909 г. в Нижнем Новгороде в семье преподавателя философии и психологии Нижегородской духовной семинарии магистра богословия Николая Михайловича Боголюбова. Мать Ольга Николаевна окончила Нижегородское отделение Московской консерватории по классу рояля и работала преподавательницей музыки.

В гимназии Коля учился неплохо, но по арифметике получал в лучшем случае четверку. Учитель сказал ему: "Из тебя, Коля, математика не выйдет!"

В 1918 г. семья переехала в село Великая Круча Пирятинского уезда Полтавской губернии, и старшие сыновья были приняты соответственно в пятый и шестой классы семилетней школы. Руководил школой преподаватель математики Александр Александрович Корсун, арифметику и французский язык преподавал Павел Аполлонович Ященко. Как позднее вспоминал Николай Николаевич, этот сельский педагогический коллектив мог бы составить славу лучшей из московских школ: учителя работали с большой любовью к своему делу и с полной отдачей.

Именно в этом украинском селе началась математическая "карьера" Николая Николаевича. Вместе с П. А. Ященко он перерешал все задачи знаменитого задачника Малинина и Буренина. После арифметики, с помощью А. А. Корсуна, он овладел алгеброй. В селе не было ни одного учебника тригонометрии, и по одному уравнению, которое ему сообщили, он построил для себя всю структуру этой науки.

В школе Коля учился в шестом и седьмом классах. Аттестат об окончании семилетки и стал единственным документом об образовании, который он получил за всю свою жизнь. Следующим документом был диплом доктора математики. А математикой начал он серьезно заниматься именно в Великой Круче. Здесь он вместе со своим отцом занимался математическим анализом по двум учебникам Гренвилля. Не имея никаких книг по специальности, Николай Михайлович решил заняться математикой. Хотя сын и быстро перегнал его, но все же в течение ряда лет Николай михайлович овладел математикой примерно в объеме университета.

В конце 1921 г. семья возвратилась в Киев. Пользуясь своими старыми знакомствами, Н. М. начал брать для сына книги по математике и физике в университетской библиотеке. В частности, он взял ему пятитомный трактат О. Д. Хвольсона по физике, который Николай Николаевич очень быстро проработал, работоспособность у него буквально с детства была исключительная, и он не терял времени: детства у него не было. К середине 1922 г. его знания по математике и физике почти равнялись полному университетскому курсу.

Видя, что у сына обнаружился талант и тяга к физико-математическим наукам, отец отвел его к академику Д. А. Граве, который разрешил мальчику принимать участие в его семинаре. Сначала участники семинара подсмеивались над этим странным "математиком", но вскоре перестали, так как обнаружили, что у него высокое математическое мышление. Николай Николаевич участвовал в семинаре Граве несколько месяцев. Однажды на семинар пришел академик Н. М. Крылов, который заинтересовался молодым математиком.

"Бесправное" положение Н. Н. Боголюбова в системе УАН закончилось в 1925г., когда 1 июня малый президиум Укрглавнауки принял решение: "Ввиду феноменальных способностей по математике считать Н. Н. Боголюбова на положении аспиранта научно-исследовательской кафедры математики в Киеве с 18.06.1925 г.". Научным руководителем был утвержден Н. М. Крылов.

Первая работа была написана Николаем Николаевичем в 1924 г. совместно с Н. М. Крыловым на тему "О принципе Рэлея в теории дифференциальных уравнений математической физики и об одном эйлеровом методе в вариационном исчислении". Тема эта явилась исходной для двух направлений в его раннем творчестве. В 1925 г. он пишет работу "О вычислении вынужденных колебаний, описываемых определенными нелинейными дифференциальными уравнениями", которая 2 декабря 1925 г. была доложена Н. М. Крыловым в УАН. Так было положено начало серии совместных с Н. М. Крыловым исследований, которые привели к новому научному направлению - нелинейной механике.

В 1929 г. аспирантура была завершена работой "О некоторых новых методах в вариационном исчислении" и Н. Н. был переведен на должность научного сотрудника кафедры математической физики. В 1930 г. он получил премию Болонской академии за решение одной проблемы вариационного исчисления. 6 апреля 1930 г. общее собрание физико-математического отделения ВУАН по представлению академиков Д. А. Граве и Н. М. Крылова присудило Н. Н. Боголюбову ученую степень доктора математики.

Нелинейная механика явилась результатом развития ряда проблем математической физики, она сыграла чрезвычайно важную роль в развитии теории колебаний и во многих актуальных разделах техники: радиотехнике, теории статической и динамической устойчивости синхронных машин, продольной устойчивости летательных аппаратов и ряде других исследований. Буквально из лаборатории математического творчества результаты поступали в производство, и уже в первой половине 1930-х гг. на базе нелинейной механики в ряде ведущих областей техники были созданы новые расчетные методы.

При изучении нелинейных колебаний авторы обратили внимание на те уравнения, которые близки к линейным; иначе говоря, эти колебания описывались дифференциальными уравнениями с малым параметром. В уравнения таких систем нелинейные члены входят как небольшое возмущение, пропорциональное малому параметру. Для фактического определения характеристик соответствующих колебательных процессов были разработаны асимптотические приближения. Эти результаты были изложены в известной монографии "Введение в нелинейную механику", опубликованной в 1937 г.

Кроме своей основной работы на кафедре математической физики Н. Н. начал преподавать в Киевском университете, и в 1936 г. ему было присвоено звание профессора. В том же году он впервые выехал за рубеж, во Францию и Бельгию. Он прочитал ряд докладов в Париже и Брюсселе, был избран членом Французского математического общества. В Бельгии он ознакомился с фламандской живописью. Но особенное впечатление на него произвел Париж, и позже он говорил, что больше всего любит два города своей молодости - Киев и Париж.

В 1937 г. Николай Николаевич женился на Евгении Александровне Пирашковой, с которой был знаком с 1931 г. Сперва они жили на разных квартирах, но с 1940 г. стали жить вместе и с того времени не разлучались.

В 1939 г. Николай Николаевич был избран членом-корреспондентом АН УССР; в том же году, в соавторстве с Н. М. Крыловым, он опубликовал работу "О некоторых проблемах эргодической теории стохастических систем", в которой были изучены стохастические теоремы для марковских цепей с произвольным множеством состояний, а также мемуар об уравнении Фоккера-Планка, где эти уравнения получались как уравнения первого приближения, исходя из схемы теории возмущений, в которой не использована гипотеза о существовании вероятностей переходов. Важность такого подхода заключалась в том, что полученные приближенные уравнения можно использовать и в классической, и в квантовой механике. Эти статьи легли в основу теории стохастических дифференциальных уравнений.

Еще перед войной Н. Н. Боголюбов начал работать над проблемой статистических методов в математической физике. Эти исследования он продолжил в Уфе и в 1946 г. опубликовал монографию "Проблемы динамической теории в статистической физике". Но в те годы ему не удавалось уделять достаточно внимания исследовательской работе: много времени занимал университет. Как вспоминали его ученики, на них оказывала большое влияние сама его личность. Его ученица Е. А. Стрельцова пишет: "Отпечаток вдохновения был виден во всем, в том числе во впечатляющей внешности, манере одеваться, стиле поведения и общения с аудиторией. Аудитория была сборной, разнородной. На один курс собирались те, кто успел до войны окончить два, три или четыре курса, в основном - энтузиасты. Многие из студентов, в том числе девушки-медсестры, прошли суровую фронтовую школу. Они были счастливы вернуться к учебе.

Часто студенты Н. Н. Боголюбова вспоминают такой факт из его педагогической деятельности в университете. Пока излагались понятия о предмете и постановка основной задачи, всем студентам все было понятно. А дальше становилось трудно, причем трудности нарастали. Сначала пытались разобраться в лекционном материале каждый самостоятельно, потом собрались вместе, выяснили друг у друга, что удалось. Но в одном месте никто не мог понять, как перейти от левой части равенства к правой. Решили обратиться за консультацией к профессору. Он дал объяснение этого перехода, исписав промежуточными вычислениями две доски. Стало ясно, что все это он во время лекции делает в уме. Его лекции по спецкурсу скорее были похожи на научные семинары, он приглашал студентов к участию в творческом процессе, выражая тем самым огромное доверие к их знаниям и способностям.

В общении со студентами Н. Н. Боголюбов был всегда удивительно демократичен и доступен. С ним можно было беседовать в перерыве между лекциями, в коридоре, он никогда не подавлял студентов своим авторитетом. Беседуя со студентами, профессор вел себя так, как будто был уверен, что его понимают. И если студент не понимал сути обсуждаемого вопроса, то прекрасно отдавал себе отчет в том, что нужно работать и работать, чтобы в следующий раз понять лучше. Спецкурс был по выбору, сдавать его было необязательно, и очень скоро слушать его оставались только те, кто смог подняться до необходимого уровня понимания. Так со студенческой скамьи начинался отбор, который со временем и привел к образованию известной школы Н. Н. Боголюбова.

Н. Н. Боголюбов читал вариационное исчисление. Это был обязательный курс, материал был в учебниках, но профессор излагал его совершенно иначе, чем спецкурс, рассчитанный на интересующихся. Здесь все было доходчиво, но он никогда не разжевывал студентам материал. Ни одного лишнего слова, все отточено до совершенства. Такой стиль изложения, не допускающий повторений и многословия, держал слушателя в постоянном состоянии активности, заставлял внимательно следить за каждым словом, чтобы ничего не упустить. Здесь не могло быть места умственной лени, с которой слушают лекторов, по несколько раз повторяющих одно и то же.

В 1946-1949 гг. Н. Н. Боголюбов заведовал кафедрой математической физики Киевского университета. В руководстве кафедрой ему был присущ тот же стиль лаконизма и точности, что и в преподавании: ничего лишнего, все вопросы решаются быстро и оперативно, все документы предельно лаконичны.

Аспирантов Н. Н. Боголюбов экзаменовал нетривиально. Например, когда "Лекции по квантовой статистике" еще не вышли в свет и Н. Н. Боголюбов получил гранки, он передал часть из них студентам и предложил доложить на заседании кафедры содержание нескольких глав.

Аспиранты посещали семинар в Институте математики АН УССР, где Н. Н. Боголюбов излагал содержание монографии "Проблемы динамической теории в статистической физике". Кроме аспирантов, его слушали известные профессора, доценты и молодые ученые. Н. Н. Боголюбов был известен в Киеве своим чутким, внимательным отношением к молодым дарованиям. С некоторыми наиболее талантливыми студентами он занимался индивидуально. Находиться в числе его учеников было большой честью".

В декабре 1946 г. Н. Н. Боголюбов был избран членом-корреспондентом АН СССР по Отделению физико-математических наук. В 1947 г. ему была присуждена Сталинская премия первой степени за исследования в области нелинейной механики и статистической физики. В следующем году он был избран академиком АН УССР по математике.

В 1948 г. Николай Николаевич был приглашен в Москву академиком Н. Н. Семеновым для работы по оборонной тематике в Институте химической физики АН СССР. Вслед за этим (1949) академик И. М. Виноградов поручил ему возглавить отдел теоретической физики в Математическом институте им. В. А. Стеклова АН СССР. Это было началом более тесных связей с Москвой, где Н. Н. Боголюбов также стал регулярно читать курсы на физическом факультете Московского университета.

В начале 1950 г. он был направлен на работу на "объект", размещавшийся в Сарове (Арзамас-16). Примечательно, что для размещения института, занимавшегося сверхсекретной тематикой, было выделено одно из самых святых для русского народа мест - Саровский монастырь. В тот период Н. Н. много энергии уделял исследованиям в области закрытой тематики. Но и его собственные работы "не откладывались в долгий ящик".

Работоспособность у него была исключительная, даже в поезде он не переставал работать и размышлять. Он продолжал свои "старые" исследования по нелинейной механике и статистической физике, к которым постоянно добавлялись новые проблемы и новые идеи. И еще одно очень важное обстоятельство: своими мыслями и идеями он щедро делился со своими учениками, число которых непрерывно росло. Как говорили ученики, у Николая Николаевича полны карманы тем и он раздает их направо и налево не считая. Возникают и новые школы: кроме киевской школы нелинейной механики появляется московская физическая школа, намечается и третья.

В конце 1953 г. Н. Н. Боголюбов был избран академиком АН СССР и одновременно заведующим кафедрой теоретической физики МГУ. В это же время ему вторично была присуждена Сталинская премия за исследования по оборонной тематике.

Во время организации Объединенного института ядерных исследований Н. Н. Боголюбов был приглашен на работу в Дубну и избран директором Лаборатории теоретической физики. В 1963 г. он получает еще одну важную нагрузку: его избирают академиком-секретарем Отделения математики и членом президиума АН СССР, а еще через пару лет его избирают директором ОИЯИ. Это не были синекуры: везде, где работал Н. Н. Боголюбов, он отдавал делу все свои знания и умения. Более того, он отдавал свою душу ученикам и последователям. Как ему удавалось увязывать административную деятельность с интенсивной научной работой, известно только одному Богу.

На протяжении 1960-х гг. он был избран членом Американской академии наук и искусств в Бостоне, Болгарской академии наук, Польской академии наук, Академии наук ГДР, Гейдельбергской академии наук (ФРГ), Национальной академии наук США. Ему были присуждены почетные звания доктора ряда зарубежных университетов, и его идеи находили все более широкое распространение в мировой науке.

По Ключевскому, жизнь ученого определяют его мысли и его книги. Жизнь Н. Н. Боголюбова была переполнена мыслями, недаром о нем говорили, что он щедро раздает ученикам мысли "из своих карманов". С книгами дело обстоит сложнее. Конечно, его жизненный путь можно "прочитать" по списку его книг, монографий и мемуаров, но это будет далеко не все. Мысли и идеи иногда покрыты такой вуалью, так надежно спрятаны, что для того, чтобы в какой-то степени понять объем его творчества, нужно было бы провести большую историко-научную аналитическую работу. А для этого время еще не пришло.

Он не собирал своих трудов, в его кабинете были лишь те из них, над которыми он работал "в то время". Книги он читал, но их не собирал - книголюбом не был. Но иногда в разговоре с ним приходилось удивляться, какими широкими познаниями он владел в книжном мире. Приведу один пример. Как-то зашел разговор о том, кто первым высказал мысль о возможности создания вычислительной машины. Николай Николаевич назвал Рамона Лулля. Действительно, этот философ и богослов, живший в XII в. в Каталонии, высказал и обосновал эту идею. Так святой Рамон попал в справочник "Математики. Механики".

Однако были у Николая Николаевича и любимые книги. Во-первых, это, конечно, Библия, которую он читал много раз и хорошо знал. Новинки он знал буквально с момента их выхода в свет: "Теркин на том свете", "Доктор Живаго", романы Солженицына, "Мастер и Маргарита". Отрывки из знаменитого романа своего земляка М. А. Булгакова он знал наизусть. А с детства в памяти сохранилось очень многое из "Кобзаря" Т. Г. Шевченко. А еще он любил задачи и ребусы Агаты Кристи.

У него было много учеников, ибо он был прирожденным педагогом: в этом направлении он воспитывал и своих последователей, около которых возникали самостоятельные научные школы. Теперь можно уже говорить не только об учениках Н. Н. Боголюбова, но и об учениках его учеников, о его научных "внуках".