В знак признания личного вклада Н.Н. Боголюбова в развитие науки и его высокого научного и общественного авторитета эта дата отмечается в Украине на государственном уровне. Согласно Указу Президента Украины и распоряжению Кабинета Министров Украины «С целью чествования памяти выдающегося ученого в отрасли теоретической физики и математики, одного из основоположников украинской школы теоретической и статистической физики, академика Николая Николаевича Боголюбова и по случаю празднования в 2009 году 100-летия со дня его рождения» предусмотрен целый пакет мероприятий, посвященных юбилейной дате. В частности, будут проведены Международная киевская боголюбовская конференция «Современные проблемы теоретической и математической физики» и Украинский математический конгресс, выпущены материалы о жизни и творчестве великого ученого, создана передвижная фотовыставка «Боголюбов и Украина», на Красном корпусе Киевского национального университета имени Тараса Шевченко будет открыта мемориальная доска Н.Н. Боголюбова.
В связи с этой датой мы хотим поделиться некоторыми мыслями о роли Н.Н. Боголюбова в процессе становления украинских школ теоретической и математической физики и о Киевском периоде творчества Николая Николаевича. Как известно, миссию развития лучших традиций в отечественной и мировой науке и, по-видимому, самое главное, сохранение и возвеличивание чести ученого берет на себя, в первую очередь, сравнительно небольшая группа наиболее авторитетных ученых, чьи жизнь и творчество могут быть образцом служения науке. Боголюбов безусловно принадлежит к таким ученым и можно надеяться, что его пример еще долго будет служить нашей науке «охранной грамотой» от не совсем чистых на руку деятелей науки. Нет никакого сомнения — если наше научное сообщество потеряет переданный нам моральный капитал (как это, к сожалению, произошло во многих других сферах общественной жизни), то эта потеря не компенсируется ни одной, даже самой мудрой организацией научной деятельности. Николай Николаевич был и остается образцом научного и трудового подвига ученого. «Наука — главная и единственная цель в моей жизни» — так определил свое жизненное кредо Николай Николаевич.
Николай Боголюбов закончил семилетку в селе Большая Круча на Полтавщине и получил свидетельство о неполном среднем образовании — это был единственный документ об образовании у гениального ученого. Его так тянуло к науке, что в следующем году он снова начал ходить в седьмой класс. Но больше он никогда ни единого учебного заведения не заканчивал. Становление будущего ученого проходило в Киеве. Его отец, известный на то время религиозный философ (а в силу обстоятельств еще и священник сельского прихода в том же селе Большая Круча) Николай Михайлович Боголюбов, помогает сыну продолжить его образование.
С 1922 года Н. Боголюбов начинает посещать семинар академика Д. Граве. Но вскоре академик заявил: слушать лекции в каком-нибудь вузе юному Николаю уже нет смысла — с ним нужно работать индивидуально. Итак, тринадцатилетний Николай попал на научный семинар к выдающемуся ученому, а уже через год тот рекомендует его профессору Н. Крылову. В 1923г. под его руководством юный математик сделал первые шаги в собственных исследованиях и уже через год, в возрасте пятнадцати лет, написал научный труд. Учитывая особую способность и бесспорную одаренность молодого Боголюбова, в 1925 году по специальному решению Совета народных комиссаров УССР его как исключение, без диплома о высшем образовании, зачисляют в аспирантуру при отделе математической физики ВУАН, которую он закончил в 1928 г., защитив диссертацию. В проекте резолюции указывалось, что «работа аспиранта и ее защита является блестящими, и аспирант полностью отвечает требованиям, которые относятся к научным сотрудникам кафедр. Поэтому кафедра просит Укрнауку утвердить его научным сотрудником кафедры с соответствующим содержанием и даже хлопотать о предоставлении ему в будущем году заграничной командировки одновременно с командировкой за границу академика Н. Крылова». Так Николай Боголюбов стал самым младшим научным сотрудником кафедры математической физики ВУАН. Позже кафедра входила в состав Института строительной механики, сохраняя свою автономию, и там он оставался сотрудником до 1950г.
В 1930 г. к Н. Боголюбову пришло первое признание — он получил на международном конкурсе премию Академии наук Болоньи (Италия). Тогда же ВУАН присуждает Боголюбову ученую степень доктора математики без защиты диссертации, которая в связи с внедрением общесоюзного законодательства об ученых степенях и званиях была утверждена ВАК СССР в августе 1936 г. Ученое звание профессора кафедры «Теории функций» Н.Н. Боголюбову было присвоено в феврале 1940 г. (аттестат профессора ВАК выдал только в 1946 г.), вскоре после того, как он начал в 1936 г. преподавать в Киевском университете. Позже, в 1939 г., Н.Н. Боголюбов был избран членом-корреспондентом АН УССР, в 1948 г. — академиком. В 1947 г. его избирают членом-корреспондентом АН СССР, и в 1953 г. — действительным членом союзной академии.
Начиная приблизительно с 1932 г., как писал Н.Н. Боголюбов в статье к 50-летнему юбилею своего учителя, «Н. Крылов совместно со мной, своим учеником и сотрудником, обратился к изучению актуальных проблем теории нелинейных колебательных процессов. Соединяя характерные для него глубокие теоретические построения и практическую направленность, Н. Крылову удалось здесь заложить основы новой отрасли математической физики — нелинейной механики». В это время происходило быстрое развитие новых технологий, связанных с развитием электроники, которое естественно ставило новые вызовы перед математиками.
Уже в то время в трудах ученого становится заметной главная черта его научного стиля. Вот как писали об этом ученики Н.Н. Боголюбова к его 80-летию: «Главная черта научного стиля Николая Николаевича состоит в умении оценить ключевой характер проблемы и потом, не останавливаясь перед трудностями, создать адекватный метод решения проблемы, причем слияние математики и физики заставляет каждого, кто изучает работы Н.Н. Боголюбова, вспомнить о тех временах, когда представителей естественных наук называли просто натурфилософами».
В начале войны Николай Николаевич вместе с другими представителями интеллектуального цвета Украины в составе Академии наук был эвакуирован в Уфу, а затем — в Москву. В это время, как пишет Николай Николаевич в автобиографии, он, продолжая свои теоретические исследования по нелинейной механике, занимался преимущественно проблемами оборонной тематики.
Вернулся в Киев Н. Боголюбов в начале 1944 г. В его автобиографии находим, что с 1944 г. он, «заинтересовавшись вопросами статистической физики, начал работать в области теоретической физики, в которую удалось перенести некоторые асимптотические методы нелинейной механики». Принципиальные вопросы статистической механики — ключевые для научного творчества Н.Н. Боголюбова. Он неоднократно возвращался к их исследованию в течение своего научного пути.
Один из наиболее плодотворных на новейшие идеи периодов Н.Н. Боголюбова, на наш взгляд, связан с Киевом — с Институтом математики (1945—1956 гг.), и позже с Институтом теоретической физики, созданным Н.Н. Боголюбовым (1966—1973 гг.) и носящим в наше время его имя. Фундаментальные исследования Н.Н. Боголюбова в это время привели к созданию абсолютно новых креативных направлений в теоретической и математической физике.
По приказу академика М.О. Лаврентьева (позже одного из основателей Сибирского отделения Академии наук СССР), который на то время был директором института, 1 марта 1945 года Н.Н. Боголюбов был зачислен в Институт математики «старшим научным сотрудником с поручением руководить семинаром по нелинейной механике». В конце марта вышел новый приказ: «На смену приказу №14 от 5/III-1945 г. назначить члена-корреспондента Н.Н. Боголюбова завотделом асимптотических методов и статистической механики с 1/IV-1945 г. ...» В сентябре 1949 г. в связи с расширением отдела и организацией в нем вычислительной группы он был переименован в отдел математической физики (позже на основе этой группы создали лабораторию вычислительной математики и вычислительной техники, которая в 1957 г. была выделена в самостоятельное научное учреждение — вычислительный центр, в наше время известный как Институт кибернетики им. В.М. Глушкова НАН Украины).
Вот некоторые доселе неизвестные факты творчества Н.Н. Боголюбова за этот период. Отчет за 1945 г. Института математики по теме «Проблемы динамической теории в статистической физике» был рукописью теперь всемирно известной монографии «Проблемы динамической теории в статистической физике», опубликованной в 1946 г. Результаты, вошедшие в эту монографию, стали новым этапом в развитии статистической механики после этапов, связанных с именами таких выдающихся личностей, как Максвелл, Больцман, Гиббс. Этот труд сразу же получил заслуженное признание в нашей стране. За него и монографию «О некоторых статистических методах статистической физики» (1945) Н.Н. Боголюбову в 1947 г. была присуждена Сталинская премия I степени. В книге впервые были сформулированы уравнения, в наше время известные как цепочка уравнений Боголюбова — это фундаментальные уравнения, позволяющие описать свойства газов, жидкостей и плазмы. В 1947 г. в сборнике трудов Института математики была опубликована фундаментальная работа Н.Н. Боголюбова «К теории сверхтекучести» (поданная к печати 24.09.1946 г.). Эта статья также вскоре была напечатана в переводе на русский язык в журнале «Известия АН СССР», на английском языке в J. Phys и на немецком. В ней впервые была сформулирована микроскопическая теория такого квантового явления, как сверхтекучесть. Сверхтекучесть — это свойство квантовых жидкостей (впервые открытая у жидкого гелия П.Л. Капицей в 1938 г.) протекать сквозь микроскопические поры без трения. Впоследствии это явление наблюдалось и в других системах. Экспериментальное открытие Бозе конденсата в разреженных газах (за которое в 2001 г. была присуждена Нобелевская премия по физике) полностью подтвердило теорию Н.Н. Боголюбова 1946 г. (также касается и Нобелевской премии по физике за 2004 г. за сверхпроводимость и сверхтекучесть). В этой работе впервые был применен новый математический прием известный теперь как каноническое преобразование Боголюбова. В 1957 г. Н.Н. Боголюбов применил это преобразование к построению теории сверхпроводимости. В результате в его работах независимо от Бардина, Купера, Шриффера (они получили Нобелевскую премию по физике за 1972 г.) была создана последовательная микроскопическая теория сверхпроводимости. Развитие идеи сверхпроводимости как сверхтекучести системы ферми-частиц позволило Н.Н. Боголюбову в 1958 г. открыть явление сверхтекучести ядерной материи, которое в наше время является основой современной теории атомных ядер.
Мало когда можно видеть такое вдохновение, такое плодотворное и величественное время подъема!
В период 1951—1953 гг. Н.Н. Боголюбов работал на сверхсекретном объекте «Арзамас-16» (г. Саров) и в Институте атомной энергии (в наше время «Курчатовский институт», г. Москва), где параллельно с математическим обеспечением работ по созданию водородного оружия он работал над специальной темой по выяснению возможностей создания магнитного термоядерного реактора.
Заметим, что с 1948 г. Н.Н. Боголюбов одновременно с работой в Киеве возглавил отдел математической физики в Институте химической физики в Москве. С 1949 г. он также заведовал отделом теоретической физики Математического института имени В.А. Стеклова АН СССР. В 1956 г. Н.Н. Боголюбову как выдающемуся ученому в области теоретической физики было поручено также руководство лабораторией теоретической физики Объединенного института ядерных исследований в г. Дубна. В январе 1965 г. Николай Николаевич Боголюбов был избран директором Объединенного института ядерных исследований (на сессии полномочных представителей правительств государств- членов этого института). С 1957 г. в составе Института физики АН УССР Н.Н. Боголюбов также возглавлял лабораторию теории атомного ядра и элементарных частиц.
Очень значительна роль Н.Н. Боголюбова в создании Института теоретической физики АН Украины (1966 г.). Все, что связано с организацией института, происходило под его руководством — от выбора места для строительства нового здания института до формирования основных направлений научных исследований и персонального состава научных сотрудников. В результате, за семь лет, на протяжении которых Н.Н. Боголюбов был директором Института теоретической физики, институт стал одним из ведущих мировых центров теоретической и математической физики. В наше время Институт теоретической физики назван именем Н.Н. Боголюбова.
В начале 50-х годов дальнейшая разработка метода вторичного квантования (примененного Н.Н. Боголюбовым для описания квантовых статистических систем в 40-е годы) естественно привлекла внимание Н.Н. Боголюбова к проблемам квантовой теории поля. Квантовая теория поля является теорией, которая описывает и предсказывает поведение элементарных частиц и полей при высоких энергиях (традиционные методы классического описания этих объектов при высоких энергиях теряют свою применимость). В этой области Н.Н. Боголюбов получил целый ряд новых выдающихся результатов. Они широко известны, и поэтому упомянем лишь некоторые из них.
Н.Н. Боголюбов выяснил природу ультрафиолетовых расхождений матрицы рассеяния в квантовой теории поля, что позволило сформулировать последовательный метод их устранения. Это так называемая R-операция Боголюбова-Парасюка (1955 г.). Заметим, что матрица рассеяния является основным аналитическим орудием, которое используют при описании процессов перехода квантовомеханических систем из одних состояний в другие при их взаимодействии (рассеянии). Из ругих результатов Н.Н. Боголюбова по применению теории возмущений в квантовой теории поля упомянем метод ренормализационной группы — новый общий метод теоретической физики.
Н.Н. Боголюбов одним из первых положил начало направлению, которое позже назвали аксиоматической теорией поля. Преимущества этого подхода полностью проявились в цикле его работ о методе дисперсионных соотношений для амплитуд рассеяния, которыми описываются разнообразные процессы рассеяния и рождения элементарных частиц. Предложенное доказательство дисперсионных соотношений привело к развитию нового математического аппарата аналитического продолжения обобщенных функций многих переменных. Среди чисто математических результатов в этом направлении отметим теорему об «острие клина», впервые открытую и доказанную Н.Н. Боголюбовым в 1956 г., которая стала основой нового направления в математике.
В 1961 г. была написана статья, в которой Н.Н. Боголюбов ввел фундаментальное понятие квазисредних и в которой, по сути, была построена новая теория фазовых переходов. Распространение этих идей на физике элементарных частиц получило название спонтанного нарушения симметрии. Большой интерес к этому явлению, как известно, связан с будущими опытами на Большом адронном коллайдере, который вводится в действие и удерживает внимание научного сообщества в связи с «ожиданиями Хигса» (бозон Хигса — это теоретически предвиденная, но еще не открытая экспериментально новая элементарная частица).
К 1964 — 1966 гг. принадлежат труды Н.Н. Боголюбова по теории симметрии и кварковым моделям элементарных частиц. Важное значение для дальнейшего развития теории элементарных частиц имело предложенное им и его учениками новое квантовое число кварков, которое сегодня известно как цвет. Согласно стандартной модели — наилучшей на сегодняшний день теории строения материи, из кварков образуются такие элементарные частицы, как протон и нейтрон, из которых, в свою очередь, состоят ядра атомов. Взаимодействие между кварками описывает теория, получившая название квантовая хромодинамика, поскольку, в отличие от известных электрических зарядов, кварки взаимодействуют с помощью другого типа зарядов, которые и получили название цвет. Это название отображает свойство взаимодействия между кварками (сильное взаимодействие) — частицы притягиваются, если это две частицы противоположных цветов либо три с такой комбинацией цветов, которая в сумме дает белый цвет, то есть бесцветное состояние. Понятие цвета кварков позволило решить известную проблему статистики кварков и стало основой для построения новой теории сильных взаимодействий, а именно — квантовой хромодинамики. Это открытие символизируют цвета 12 томов трудов академика в серии книг «Классики науки», изданных к его платиновому юбилею: первые четыре тома, посвященные трудам по математике, имеют красный цвет, следующих четырех тома по статистической механике — зеленый, и последние по квантовой теории поля — синий.
Научная деятельность Н.Н. Боголюбова обнаружила единство математической структуры теорий, относящихся к разным сферам физики. Им в значительной мере было стимулировано взаимное проникновение и влияние математических методов и физических идей, рождавшихся в различных направлениях развития естествознания в XX веке. Его творчеству, на наш взгляд, было присуще умение отличить временное от вечного.
В программном выступлении на международном совете по проблемам квантовой теории поля в 1981 г. Н.Н. Боголюбов так определил состояние развития математической и теоретической физики: «На наших глазах за последние годы сформировалась совершенно новая область науки, которую уместнее назвать современной математической физикой». Ученик Николая Николаевича академик В.С. Владимиров пишет: «Органичное слияние математики и физики в творчестве Н.Н. Боголюбова позволило ему сделать решающий вклад в развитие теоретической физики и фактически заложить основы современной математической физики, продолжающей традиции Гильберта, Пуанкаре, Эйнштейна, Дирака».
На протяжении 70 лет своей научной деятельности Н.Н. Боголюбов написал и опубликовал более 300 научных трудов по математике, математической физике, статистической механике, квантовой теории поля, физике элементарных частиц. Яркий талант позволил Николаю Николаевичу сформулировать и решить ключевые проблемы теоретической физики, которыми определялись главные направления научного и технического прогресса XX века. Устная легенда хранит вопрос «отца кибернетики» Н. Винера: «А не существует ли нескольких Боголюбовых, каждый из которых — крупнейший специалист в своей области?»
Одновременно с научными исследованиями Николай Николаевич вел и подвижническую педагогическую работу. В 1936—1941 гг. и 1944—1949 гг. преподавал в Киевском университете, с 1945—1948 гг. был деканом механико-математического факультета, основал и возглавлял кафедру математической физики. С ноября 1943 г. — профессор Московского университета. С января 1953 г. Н.Н. Боголюбов избран заведующим кафедры теоретической физики в Московском государственном университете имени Ломоносова (в 1966 г. им основана знаменитая кафедра квантовой статистики и теории поля).
Каждая его лекция была творческой, всегда имела что-то новое, созданное им самим, и потому увлекала слушателей. В 1949 г. на основе лекций, прочитанных в Киевском и Московском университетах, Боголюбов опубликовал на украинском языке учебник «Лекции по квантовой статистике. Вопрос статистической механики квантовых систем», который сразу стал классическим и опередил свою эпоху на десятилетие. Другой пример, известная во всем мире книга «Введение в теорию квантованных полей» (написана совместно с Д.В. Ширковым), первое издание которой вышло в 1957 г., является настольным учебником и в наше время. На ней выросло не одно поколение известных ученых.
К Н.Н. Боголюбову всегда тянулась особенно молодежь, и прежде всего ее привлекала возможность стать соучастником процесса познания. Он постоянно руководил несколькими научными семинарами, в которых вырастали новые ученые, среди них многие впоследствии сами стали академиками. Основал всемирно известные научные школы теоретической физики и математической физики во многих городах страны. Его ученики, в свою очередь, создали свои научные школы.
В знак признания личного вклада Н.Н. Боголюбова в развитие науки и его высокого научного и общественного авторитета он был избран иностранным членом многих заграничных академий. Ему присуждены почетные степени доктора ряда наиболее авторитетных университетов мира, много отечественных и международных премий и медалей.
Николай Николаевич был русским по происхождению, но воспитанным в атмосфере любви к Украине, чувстве уважения к земле, на которой прошли его детство и юношеские годы, на которой он сформировался как ученый и получил мировое признание, имел желание во всем разделять судьбу украинского народа, он считал себя украинцем, о чем собственноручно писал во всех анкетах и личных бумагах. Такая же запись была и в его советском паспорте. Брат Н.Н. Боголюбова Алексей Николаевич вспоминал: «У Николая Николаевича было две родины — Россия и Украина, и два родных языка — русский и украинский. Начиная с великокручанской эпопеи он породнился с Украиной, а поэзия Шевченко была, по сути, первой поэзией, которой он увлекся. Молодой аспирант кафедры математической физики писал протоколы семинаров кафедры по-украинскому, и первые его работы также были написаны на украинском. От отца он унаследовал дух противоречия. Тот, когда был священником, носил короткую прическу и маленькую бородку. А когда священников начали преследовать, и носить длинную бороду стало неприлично, он отрастил бороду. Николай Николаевич в тяжелые для Украины времена, когда начали уничтожать украинскую интеллигенцию, когда в Харькове проходил постыдный процесс СВУ, а украинские книги горели, признал себя украинцем и считал себя им всю свою жизнь. Но, по сути, и все становление его научного творчества проходило в Украине и в дальнейшем также было связано с Украиной. Не зря он называл Киев своим любимым городом, приравнивая к нему только Париж». На наш взгляд, это исчерпывающе объясняет любовь Николая Николаевича к Украине. Его отношение к земле, на которой он вырос, к украинскому языку может быть хорошим примером для многих наших соотечественников.
Умер выдающийся украинский физик-теоретик и математик ХХ века 13 февраля 1992 года на вершине признания. Он невероятно много успел, его вклад в мировую науку огромен, и нам есть кем гордиться. Наука развивается, но научные достижения настоящего мастера не стареют, а наоборот — как правило, оказывается что перспектива развития этих результатов намного больше, чем это казалось в начале.
ОБ АВТОРАХ
Анатолий Глебович ЗАГОРОДНИЙ, академик Национальной академии наук Украины, главный ученый секретарь Национальной академии наук Украины, директор Института теоретической физики им. Н.Н. Боголюбова, профессор, доктор физико-математических наук
Виктор Иванович ГЕРАСИМЕНКО, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института математики НАН Украины, профессор Киевского национального университета имени Тараса Шевченко
