А.А. Логунов, О.А. Хрусталев

Международное признание этого направления произошло несколько неожиданно. В разгар Второй мировой войны, в 1943 году, в Соединенных Штатах вышла книга, название которой в переводе на русский звучит примерно так: “Ведение в нелинейную механику Н. Крылова и Н. Боголюбова. Свободный перевод ... выдержек из двух русских монографий”. Очевидно, что это издание означало не только публичное признание заслуг союзников по антигитлеровской коалиции. Соединенные Штаты, собрав потенциал почти всего мира, готовились к превращению науки в непосредственную силу, которую можно было бы применить при решении как социальных, так и политических вопросов. Для этого нужно было так или иначе собрать все ее достижения. Важность результатов нелинейной механики подтверждалась способом ее популяризации. Не случайно, что, спустя всего три года, в 1947 году, в Америке вышел уже систематический перевод “Нелинейной механики”. В дальнейшем Америка всегда пристально следила за публикациями Боголюбова, и ряд его статей, опубликованных на украинском языке, был переведен на английский раньше, чем появился русский перевод.

Николаю Николаевичу этот год памятен и другим: с некоторым опозданием была опубликована его работа “К теории сверхтекучести”, доложенная в 1946 году на сессии Академии наук СССР. Чтобы лучше оценить значение этой работы, полезно знать, что уже год спустя, в 1948 году, один из создателей квантовой механики – Шредингер – опубликовал работу под заглавием “2350 лет квантовой механики”. В этой блестящей, как и все, что выходило из-под пера Шредингера, статье говорилось, что созданная в начале нашего века квантовая механика является логическим завершением идей древнегреческих атомистов о свойствах пространства, движения и сил, управляющих этим движением. Статья утверждала как незыблемость квантовой теории (в те годы даже многие серьезные ученые часто воспринимали сюрпризы эксперимента как свидетельство крушения квантовой механики), ее связь с физикой, так и идейную завершенность. Все это, несомненно, правильно, но даже столь проницательный физик, как Шредингер, не заметил (может быть, из-за недостатка информации), что уже в 1946 году квантовая механика, блистательно решив загадочную проблему сверхтекучести жидкого гелия, ввела в обиход новые понятия, недоступные прежней физике. В докладе 1946 года Боголюбов показал, что в газе из слабо отталкивающихся частиц, каким является гелий при низких температурах, возникает новое, в некотором смысле более высокоорганизованное, состояние. При этом взаимодействие между частицами, которое обычно приводит к деградации энергии и потере порядка, в новых условиях укрепляет устойчивость высокоорганизованного состояния. Общность высказанных в докладе идей далеко превосходила потребности частной задачи о сверхтекучести гелия, и они давно уже вошли в число классических понятий квантовой физики неидеальных макросистем. Именно в этой работе, в частности, впервые возникло понятие физического “вакуума”.

В сентябре 1957 года, используя идею “куперовских пар”, Боголюбов применил математический аппарат, развитый при описании сверхтекучести для объяснения другого, до той поры загадочного явления физики низких температур – сверхпроводимости. Стало ясно, что сверхпроводимость – это еще одно проявление возникновения высокоорганизованного состояния системы. Развитие понятий о единой природе сверхтекучести и сверхпроводимости привело Боголюбова к открытию в 1958 году эффекта сверхтекучести ядерной материи. В настоящее время понятие о сверхтекучести ядерной материи является одним из краеугольных камней современной теории ядра. Наконец, идея о конкуренции двух устойчивых состояний с разной степенью организации стала отправной точкой новейших теорий элементарных частиц и неуклонно проникает практически во все научные схемы, призванные объяснить сосуществование систем с неопределенной симметрией. Именно это и привело к возникновению фундаментального понятия “спонтанное нарушение симметрии”.

Мы рассказали о двух вершинах творчества Боголюбова. Естественно спросить, как можно одному человеку создать столь глубокие теории, относящиеся практически к разным наукам. Ответ чрезвычайно прост: между этими вершинами есть и другие, превращающие достижения Боголюбова в Гималаи человеческого познания. При создании нелинейной механики Николай Николаевич разработал не только методы интегрирования нелинейных уравнений, но и приемы качественного исследования решений, позволяющие, говоря приблизительно, судить об общих свойствах траекторий системы. Приемы качественного исследования во многом сходны с методами вероятностей. Неудивительно, что работы Боголюбова, во-первых, во многом определили развитие так называемой теории случайных процессов, а во-вторых, позволили ему принципиально по-новому подойти к проблемам механики систем, состоящих из большого числа частиц. В одной из ранних работ этого цикла (1939 год) было изучено поведение механической системы, подверженной воздействию термостата, т. е. системы из столь большого числа произвольно движущихся частиц, что общие закономерности поведения такой системы можно выразить только с помощью понятия температуры. Эта задача стала отправной точкой развития современной статистической физики: на ее примере можно было непосредственно убедиться в том, что эффективный способ описания свойств системы существенным образом определяется выбором шкалы времени. В зависимости от этого выбора поведение системы можно толковать, начиная от полностью детерминированного до полностью случайного. Таким образом, в физику впервые было введено понятие иерархии времен. Оно стало ключевым в современной статистической физике необратимых процессов и поставило имя Боголюбова вровень с именами основателей статистической физики – Больцмана и Гиббса.

 (Продолжение в следующем номере)