В начале 1950-х гг. начал свою научную деятельность в созданном академиком Игорем Евгеньевичем Таммом теоретическом отделе Физического института АН СССР (ФИАНа). По его инициативе в 1972 г. в теоретическом отделе ФИАН был образован сектор теоретической биофизики, который он возглавлял до 2014 г.
В 1949 г. окончил инженерно-физический факультет Московского механического института (с 2009 года — Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»).
В 1955 г. защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по теме: «Изучение взаимодействия нейтрона и протона при малых энергиях вариационным методом». В 1964 г. — докторскую диссертацию: «Периферическое взаимодействие частиц высокой энергии».
В 1966 г. стал профессором биологического факультета МГУ.
В 1966 г. сформулировал концепцию о функционировании белков-ферментов, известную сейчас под названием белок-машина. В середине 70-х гг. разработал теорию туннельного электронного транспорта в биологических системах, получившую в дальнейшем широкое признание. В 1975 г. предложил модель возникновения ценной биологической информации на примере единого биологического кода.
2015 г. — An architecture of the cognitive system with account for emotional component.// Biologically Inspired Cognitive Architecture, v.6, pp. 147–158 (with co-authors)
2013 г. — An architecture of thinking system within the Dynamical Theory of Information. / Biologically Inspired Cognitive Architecture, v.12, pp. 144–154 (with co-authors)