ЭС: Н.Н.Боголюбов (ст.)

БОГОЛЮБОВ НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ (8(21).08.1909, Нижний Новгород – 13.02.1992, Москва), математик, физик.
 
Доктор физико-математических наук (1936). Профессор (1940).
Академик отделения физико-математических наук (математика) АН СССР (1953, член-корреспондент с 1946). Академик АН Украинской ССР (1948).
 
Заведующий кафедрой квантовой статистики (1966–1992); заведующий кафедрой статистической физики и механики (1954–1966); профессор (1943), заведующий кафедрой теоретической физики (1953–1954) физического факультета.
 
В Московском университете. В 1943 г. Н.Н. Боголюбов был приглашён на кафедру теоретической физики МГУ (А.А. Власов) и преподавал на физическом факультете около 50 лет, создав выдающиеся научные школы по нелинейной механике и теоретической физике. Его учениками были Н.Н. Боголюбов (мл.), В.Г. Кадышевский, А.А. Логунов, А.Н. Саркисян, Д.В. Ширков.
«Надо только представить творческую атмосферу, созданную Николаем Николаевичем. Фактически, студенты, аспиранты и сотрудники разных возрастов независимо от того, относились ли они к МГУ, Стекловке или Лаборатории теоретической физики (ЛТФ ОИЯИ, Дубна), жили и работали как одна дружная семья. В течение ряда лет московская часть школы Н.Н. Боголюбова каждый четверг отправлялась специальным автобусом от Большого театра на семинар в ЛТФ и возвращалась в Москву поздним вечером. С самим Николаем Николаевичем можно было встретиться и обсудить научные вопросы не только в центрах, где он работал, но и запросто заходя к нему на квартиру в Главном здании МГУ или в коттедж в Дубне».

Научная и педагогическая деятельность. В сфере научных интересов нелинейная механика, математическая физика, теоретическая физика, статистическая физика (микроскопическая теория сверхтекучести и сверхпроводимости), квантовая статистика, квантовая теория поля (дисперсионные соотношения), теория элементарных частиц. В науку вошёл ряд терминов, связанных с именем учёного, в том числе: «метод Крылова–Боголюбова», «условие микропричинности Боголюбова», «преобразование Боголюбова», «цепочка уравнений Боголюбова», «теорема Боголюбова “об острие клина”».
Окончил семилетнюю школу в селе Великая Круча Пирятинского уезда Полтавской губернии и школьный аттестат стал единственным документом об образовании, который он получил в жизни. В 14 лет, благодаря уникальным математическим способностям, начал работать в научном семинаре Д.А. Граве в Киевском университете, а в 1924 г. в соавторстве со своим учителем Н.М. Крыловым написал первую научную работу «О поведении решений линейных дифференциальных уравнений на бесконечности». Исследование оказалось настолько самостоятельным и глубоким, что в 1925 г. в порядке исключения он был принят аспирантом на кафедру математики Киевского государственного университета.
Совместно с Н.М. Крыловым начал разработку новой области математической физики, которую учёные назвали нелинейной механикой. Её основы были изложены в капитальном труде «Введение в нелинейную механику» (1937). Был создан практичный и строгий математический аппарат исследования колебательных процессов с широким спектром приложений. Нелинейная механика сыграла чрезвычайно важную роль в развитии теории колебаний и многих актуальных разделов техники: радиотехники, теории статической и динамической устойчивости синхронных машин, продольной устойчивости летательных аппаратов.
 
Статья «Об уравнениях Фоккера–Планка, выводящихся в теории возмущений методом, основанным на спектральных свойствах пертурбационного гамильтониана» (соавт., 1939), стала отправной точкой для исследования широкого круга вопросов в другом направлении математической физики – статистической механики.
Особое место в научном наследии Н.Н. Боголюбова занимают проблемы квантовой теории. Он внёс основополагающий вклад в развитие статистической механики равновесных и неравновесных процессов, где им были получены многочисленные важнейшие результаты, ставшие в настоящее время классическими. Они нашли широкое применение в физике конденсированного состояния и квантовой физике, лежат в основе решения важнейших проблем прикладной математической физики.
В области квантовой статистики Н.Н. Боголюбовым впервые было показано, что явление сверхтекучести обусловлено наличием в бозе-системе устойчивого конденсата. Квантовые системы, состоящие из большого числа тождественных частиц, обнаруживают при низких температурах весьма своеобразное явление вырождения. Это явление было изучено лишь для идеальных газов. Первые результаты по теории вырождения для неидеальных газов были получены в 1947–1948 гг. Н.Н. Боголюбов показал, что слабо неидеальный бозе-газ может находиться в вырожденном состоянии, и будет обладать при этом свойством сверхтекучести. Этим был сделан первый шаг по пути построения микроскопической теории сверхтекучести гелия-II. Существенным фактором, обеспечивающим возможность решения задачи, явилось условие существования в системе конденсата, то есть пребывания макроскопически большого числа частиц системы в наинизшем энергетическом состоянии. Был сделан важный вывод о том, что только газ со взаимодействием обладает свойством сверхтекучести, тогда как идеальный бозе-газ этим свойством не обладает. Высказана плодотворная идея о том, что наиболее существенным является взаимодействие частиц с противоположными импульсами. Развитие этих идей и методов позволило Боголюбову создать последовательную микроскопическую теорию сверхпроводимости. Важную роль в понимании существа явления сверхпроводимости сыграла идея Фрелиха о решающей роли взаимодействия электронов с колебаниями решётки и предсказание на её основе изотопического эффекта. Однако решение проблемы на основе предложенного Фрелихом гамильтониана не удавалось из-за чисто математических трудностей.
Математический приём, известный теперь как «преобразование Боголюбова», позволил Н.Н. Боголюбову не только построить последовательную теорию сверхтекучести, но и установить факт фундаментального значения, согласно которому сверхпроводимость может рассматриваться как сверхтекучесть электронного газа. Долгое время предполагалось, что свойство сверхтекучести является специфическим свойством бозевских систем. Оказалось, однако, что им при известных условиях обладают и фермиевские системы. Единственным существенным различием между сверхтекучими и сверхпроводящими системами заключается в том, что в сверхтекучих системах токовое состояние метастабильно, а в сверхпроводящих – стабилизируется магнитным полем.
 
В области квантовой теории поля 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. Преодолев ряд математических проблем, лежащих на стыке теории функций многих комплексных переменных и возможности аналитического продолжения обобщённых функций, Н.Н. Боголюбов открыл и доказал очень важную теорему, известную как теорема об «острие клина», ставшую основой нового направления в математике. Эта теорема, основанная на идее о возможности определения опережающей и запаздывающей функций в виде единой аналитической функции, послужила основой доказательства так называемых дисперсионных соотношений для ряда важных случаев, в том числе сыграла решающую роль в развитии теории сильных взаимодействий. Другим важным достижением Н.Н. 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 рамках теории обобщённых функций многих переменных.
 
К 1964–1966 гг. принадлежат работы Н.Н. Боголюбова по теории симметрии и кварковым моделям элементарных частиц. Предложил новое квантовое число кварков – цвет (совместно с А.Н. Тавхелидзе и Б.В. Струминским), независимо от других исследователей. Понятие цвета кварков позволило решить проблему статистики кварков и составило основу для построения новой теории сильных взаимодействий, а именно, квантовой хромодинамики.
Директор (1965–1988), заведующий лабораторией теоретической физики (1956–1988) Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна). Директор Математического института имени В.А. Стеклова АН СССР (1983–1987). Главный редактор журнала «Теоретическая и математическая физика» (1969–1988).
 
Лауреат Ленинской премии за разработку нового метода в квантовой теории поля и статистической физике (1958).
Лауреат Государственной премии СССР за цикл работ «Метод ренормализационной группы в теории полей» (1984, соавт.).
Лауреат Государственной премии СССР за научные работы в области статистической физики «О некоторых статистических методах в математической физике», «Проблемы динамической теории в статистической физике» (1947).
Награжден Большой золотой медалью имени М.В. Ломоносова за выдающиеся достижения в области математики и теоретической физики (АН СССР, 1984).
Награжден золотой медалью имени М.А. Лаврентьева за работу «О стохастических процессах в динамических системах» (АН СССР, 1983).
Награжден золотой медалью имени А.М. Ляпунова за цикл работ по проблемам устойчивости, критическим явлениям и фазовым переходам в теории систем многих взаимодействующих частиц (АН СССР, 1989).
Лауреат премии имени М.В. Ломоносова за работу «О новом методе в теории сверхпроводимости» (1957).
 
Великая Отечественная война. Работал в Институте физики и математики АН УССР, находившемся в эвакуации в Башкирии (1941–1944), заведовал кафедрами Уфимского авиационного института и Уфимского педагогического института.
 
Атомный проект. Заведующий отделом Института химической физики АН СССР (1948–1950), заведующий отделом теоретической физики Математического института имени В.А. Стеклова АН СССР (1947–1991). В начале 1950 г. вошёл в состав расчётно-теоретической группы под руководством И.Е. Тамма и А.Д. Сахарова, работавших над созданием водородной бомбы. Был направлен в КБ-11 в Саров, для руководства математическим отделом. Задачи, которые надо было решать на «объекте», имели сугубо прикладной характер. Поэтому разработанные в довоенные годы приближённые методы Боголюбова–Крылова часто становились основным инструментом их решения. Под его руководством были рассчитаны многие варианты ядерных систем, в том числе «слойка» А.Д. Сахарова. После успешного испытания водородной бомбы РДС-6с, на котором Н.Н. Боголюбов лично присутствовал, навсегда оставил «объект». За исключительные заслуги перед государством при выполнении специального задания правительства награждён орденом Трудового Красного Знамени и званием лауреата Государственной премии СССР (1953).
 
Государственные награды: Герой Социалистического Труда (1969, 1979). Ордена – Ленина (1953, 1959, 1967, 1969, 1975, 1979), «Знак Почёта» (1944), Трудового Красного Знамени (1954), Октябрьской Революции (1984).
 
Награды иностранных государств: ордена – «Кирилл и Мефодий/Кирил и Методий» (Народная Республика Болгария, I ст. – 1969), «Заслуг перед Республикой Польша/Zasługi Rzeczypospolitej Polskiej» (Польская Народная Республика, 1977), Государственного флага (Корейская Народно-Демократическая Республика), «Звезда Дружбы народов/Stern der Völkerfreundschaft» (Германская Демократическая Республика).
 
Основные труды: «Новые методы нелинейной механики» (соавт., 1934), «Приложение методов нелинейной механики к теории стационарных колебаний» (соавт., 1934), «Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний» (соавт., 1955), «Введение в теорию квантовых полей» (соавт., 1957), «Новый метод в теории сверхпроводимости» (соавт., 1958), «Вопросы теории дисперсионных соотношений» (соавт., 1958), «Метод ускоренной сходимости в нелинейной механике» (соавт., 1969), «Основы аксиоматического подхода в квантовой теории поля» (соавт., 1969), «Избранные труды. В 3-х т.» (1969–1971), «Избранные труды по статистической физике» (1979), «Введение в квантовую статистическую механику» (соавт.,1984), «Общие принципы квантовой теории поля» (соавт., 1987), учебное пособие «Квантовые поля» (соавт., 1980).
 
Память. На здании физического факультета открыта мемориальная доска с его именем (2010).
Имя Н.Н. Боголюбова присвоено Институту теоретических проблем микромира (1992).
РАН учредила золотую медаль имени Н.Н. Боголюбова за выдающиеся работы в области математики, теоретической физики и механики (1998).
В 1998 г. имя Bogolubov присвоено малой планете №22616.
 
Литература: Боголюбов Н.Н. (мл.), Санкович Д.П. Н.Н.Боголюбов и статистическая механика. Успехи математических наук. 1994. Т. 49, вып. 5(299). С. 21–46; Самойленко А.М. Н.Н.Боголюбов и нелинейная механика. Успехи математических наук. 1994. Т. 49, вып. 5(299). С. 103–146; Воспоминания об академике Н.Н.Боголюбове: к 100-летию со дня рождения; Атомный проект СССР: документы и материалы; Н.Н.Боголюбов. Физический факультет.
***
 
 

27 мая 2010 г. Открытие мемориальной доски
1975 г. На семинаре Н.Н. Боголюбова

Медаль РАН