Классик мировой науки
Ранние годы
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 в Нижнем Новгороде преподавательницей музыки. В 1909 г. Н. М. Боголюбову было предложено место профессора богословия в Нежинском историко-филологическом институте князя Безбородко. Семья выехала в Нежин, и в 1911 г. там родился второй сын Алексей.
В 1913 г. отец был избран профессором богословия Университета Св. Владимира, и Боголюбовы переехали в Киев. В 1918 г. в семье родился третий сын Михаил. Впоследствии младшие братья Боголюбовых тоже избрали научную карьеру: Алексей Николаевич стал математиком, историком науки, членом-корреспондентом Национальной Академии наук Украины, Михаил Николаевич — языковедом, академиком РАН.
В 1914–1916 гг. мать с детьми выезжала в Калугу и Нижний Новгород. В Калуге она жила у своей сестры, преподавательницы биологии местного педагогического училища, и маленький Коля с интересом прислушивался к разговорам коллег тетки и своей двоюродной сестры Сони, слушательницы Высших женских курсов. Тогда он интересовался биологией, химией и историей.
Боголюбов-старший считал, что заниматься с детьми надо как можно раньше, развивая притом их самостоятельность. В соответствии с этим он начинал учить сыновей чтению и письму с 4–5-летнего возраста, потом добавлял уроки немецкого языка, затем — французского и английского.
Со временем отец сам подготовил сыновей к поступлению в киевскую Первую Александровскую гимназию. Коля учился неплохо, но по арифметике получал в лучшем случае четверку. Учитель сказал ему: «Из тебя математика не выйдет!» Впрочем, посещали братья гимназию недолго. Николай не окончил первого класса, а Алексей — приготовительного.
В 1919 г. Н. М. Боголюбов получил место священника в селе Великая Круча Пирятинского уезда Полтавской губернии, и старшие сыновья были приняты в пятый и шестой классы местной семилетки. Руководил школой преподаватель математики Александр Александрович Корсун, арифметику и французский язык преподавал Павел Аполлонович Ященко, юрист из местных помещиков, географию и естествознание — Павел Григорьевич Дядюн. Как вспоминал потом ученый, этот сельский педагогический коллектив мог бы составить славу лучшей из московских школ: учителя работали с большой любовью к своему делу и с полной отдачей.
Начало карьеры
Жизнь в Великой Круче была нелегкая, на зиму валенки были одни на всю семью. Приходилось работать, ухаживать за кабанчиком и за птицей, сажать и пропалывать огород. Церкви полагалась небольшая рига, и отец научил сыновей молотить зерно цепом. Мать пекла хлеб сама.
Но именно в этом селе началась математическая карьера Николая. 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 местной 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.
В 1921 г. семья Боголюбовых вернулась в Киев. Обнаружив тягу сына к точным наукам и пользуясь старыми знакомствами, отец начал брать для него книги по математике и физике в университетской библиотеке. В 14 лет Николай стал участником научного семинара академика Дмитрия Александровича Граве в Киевском университете. Сначала участники семинара подсмеивались над новичком, но вскоре перестали, так как заметили у него высокое математическое мышление.
Академик Николай Митрофанович Крылов, придя однажды на семинар Граве, заинтересовался молодым математиком, и вскоре Николай Боголюбов (ему было тогда 13 лет) перешел на кафедру математической физики Киевского университета, руководимую Крыловым. В 1924 г. Николай в соавторстве со своим учителем и наставником написал первую научную работу на тему «О принципе Рэлея в теории дифференциальных уравнений математической физики и об одном эйлеровом методе в вариационном исчислении». Эта тема стала исходной для двух направлений в его раннем творчестве.
В 1925 г. семья Боголюбовых вернулась в Нижний Новгород, где отец был избран настоятелем Спасской церкви. Старший сын, оставшись в Киеве, переселился на новую квартиру на Большую Житомирскую улицу. Помещение оказалось сырым, и он начал хворать. Однажды Крылов заехал к нему, увидел условия его проживания и забрал на свою квартиру, которая помещалась на третьем этаже бывшей Первой гимназии. Молодой человек поселился в проходной комнате, но на стене висела доска — следовательно, там были возможности для научного творчества.
1 июня 1925 г. 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.
В 1929 г. аспирантура была завершена работой «О некоторых новых методах в вариационном исчислении», и Николай Боголюбов был переведен на должность научного сотрудника кафедры математической физики. Весной 1930 г. общее собрание физико-математического отделения Всеукраинской академии наук (ВУАН) по представлению Крылова и Граве присудило Николаю ученую степень доктора математики без защиты диссертации (honoris causa). В том же году он получил премию Болонской академии наук за работу по прямым методам вариационного исчисления.
Нелинейная механика
Еще в 1925 г. Николай Боголюбов написал работу «О вычислении вынужденных колебаний, описываемых определенными нелинейными дифференциальными уравнениями», которая в конце года была доложена Н. М. Крыловым в ВУАН. Так было положено начало серии совместных с Николаем Митрофановичем исследований, которые привели к новому научному направлению — нелинейной механике.
Кафедра математической физики ВУАН имела одну особенность: Н. М. Крылов был по образованию горным инженером, высоко ценил свое инженерное звание и в каждой математической задаче интересовался возможностью ее применения к технике. Эту инженерную направленность он сообщил и своему ученику Боголюбову. Поэтому с 1930 г. Николай систематически ездил в Харьков — важнейший индустриальный центр Украины. Кафедра начала работать над проблемами теории колебаний, с которыми встретились сотрудники Украинского института сооружений, Института промэнергетики, авиазавода и ряда других организаций, имевших дело с колебательными процессами.
Нелинейная механика стала 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 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 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 монографии «Введение в нелинейную механику», опубликованной в 1937 г.
Исследования, проводимые на кафедре математической физики, не ограничивались этими проблемами. Были изучены также вопросы, находившиеся в близкой или более отдаленной связи с этими. Создано своеобразное символическое исчисление, основанием для которого послужило операционное исчисление Хевисайда. Иные исследования относились к топологической динамике, теории случайных процессов, функциональному анализу.
Тем временем менялись и условия жизни Николая Боголюбова. В 1934 г. скончался его отец, и сын поехал в Нижний Новгород (к тому времени уже в Горький) проститься с ним. Встал вопрос о возвращении матери в Киев. В 1935 г. молодому ученому удалось приобрести двухкомнатную квартиру на ул. Лютеранской, и Ольга Николаевна переехала к нему.
Кроме основной работы на кафедре математической физики Николай 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 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 1939 г. Николай Боголюбов был избран членом-корреспондентом АН УССР; тогда же в соавторстве с 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.
В годы войны
В 1940–1941 гг. Николай Николаевич не раз откомандировывался в Черновцы для помощи в восстановлении местного университета и реорганизации его физико-математического факультета. В последний раз он посетил Черновцы в начале лета 1941 г., занимаясь там не только математическими кафедрами, но и другими предметами: преподавателей не хватало, многие были призваны на действительную службу.
21 июня 1941 г. Николай пришел домой очень расстроенный и сказал матери, что в академических кулуарах идут разговоры о том, что война начнется сегодня или завтра. Рано утром 22 июня раздались звуки взрывов.
Академию наук сначала думали эвакуировать в Харьков, но впоследствии академические институты были отправлены в Башкирию, причем физический и математический институты были объединены под руководством академика Г. В. Пфейффера; Крылов и Боголюбов были включены в число сотрудников этого института. С квартирами в Уфе было сложно, и Боголюбов с супругой Евгенией Александровной и маленьким сыном Колей жили сначала в маленькой комнате, затем получили комнату побольше, что было весьма кстати с рождением второго сына Павла. Плохо было и со средствами, Николай Николаевич начал читать лекции в местном педагогическом институте, кое-что зарабатывала и Евгения Александровна. Затем семья получила землю под огород в шести километрах от дома: это в какой-то степени решало проблему питания.
С 1943 г. Н. Н. Боголюбов — профессор кафедры теоретической физики физического факультета МГУ, где им были начаты исследования фундаментальных вопросов статистической и квантовой физики. В работах последних военных и первых послевоенных лет им были получены важнейшие результаты в классической и статистической механике. В 1946 г. Боголюбов дал математическое обоснование микроскопической теории сверхтекучести. За работы, опубликованные в 1945–1946 гг., ученый был удостоен Сталинской премии.
Прирожденный педагог
В 1934–1959 гг. Н. Н. Боголюбов работал в Киевском университете (с 1936 г. — профессор, в 1936–1941 и 1944–1950 гг. — завкафедрой математической физики) и был известен своим внимательным отношением к молодым дарованиям, щедро делясь с ними своими мыслями и идеями. Как говорили его ученики, у Николая Николаевича полные карманы тем, и он раздает их направо и налево не считая. С некоторыми наиболее талантливыми студентами он занимался индивидуально. Возле ученого возникли и новые школы: кроме киевской школы нелинейной механики появилась московская физическая школа.
Сама личность профессора оказывала большое влияние на студентов. Его ученица Е. А. Стрельцова писала: «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».
Студенты Н. Н. Боголюбова вспоминали и такой факт из его педагогической деятельности в университете. Пока излагались понятия о предмете и постановка основной задачи, все всем было понятно. А дальше становилось трудно. Сначала пытались разобраться в лекционном материале каждый самостоятельно, потом собрались вместе, выясняли друг у друга. 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: оказалось, что все это он во время лекции делал в уме. Лекции Боголюбова по спецкурсу скорее были похожи на научные семинары — он приглашал студентов к участию в творческом процессе, выражая тем самым доверие к их знаниям и способностям.
В общении с молодежью Н. Н. Боголюбов был удивительно демократичен и доступен. С ним можно было беседовать в перерыве между лекциями, в коридоре, он никогда не подавлял студентов своим авторитетом. И если молодой собеседник не понимал сути обсуждаемого, то он осознавал, что нужно работать и работать, чтобы в следующий раз понять лучше. Спецкурс Боголюбова 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 Боголюбова.
Н. Н. Боголюбов читал вариационное исчисление. Это был обязательный курс, материал был в учебниках, но профессор излагал его 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 слушателей в состоянии постоянной активности, заставлял следить за каждым словом. Здесь не было места умственной лени, с которой слушают лекторов, по несколько раз повторяющих одно и то же.
Аспиранты посещали семинар в Институте математики АН УССР, где Боголюбов излагал содержание монографии «Проблемы динамической теории в статистической физике». Кроме аспирантов, его слушали известные профессора, доценты и молодые ученые. Аспирантов Боголюбов экзаменовал нетривиально. Например, когда «Лекции по квантовой статистике» еще не вышли в свет, Николай Николаевич передал часть гранок студентам и предложил доложить на заседании кафедры содержание нескольких глав.
В 1945 г. в Киеве был создан комитет по математическим олимпиадам для школьников, председателем которого стал Н. Н. Боголюбов. К работе в этом комитете на общественных началах он привлек лучшие научные силы университета. Школьникам читались лекции на доступном уровне по новым направлениям математики, предлагались интересные задачи по элементарной математике. Для победителей оргкомитет олимпиады смог добыть денежные премии, что для того времени было немаловажно. Некоторые из победителей олимпиад стали впоследствии известными учеными.
В руководстве кафедрой математической физики Киевского университета Николаю Николаевичу был присущ тот же стиль лаконизма и точности, что и в преподавании: ничего лишнего, все вопросы решаются оперативно, все документы предельно лаконичны.
Окончание в следующем номере
