Николай Боголюбов родился в 1909 году в Нижнем Новгороде в семье преподавателя богословия, философии и психологии, духовного писателя и протоиерея Русской православной церквиНиколая Михайловича Боголюбова (1872—1934)[7]. Мать будущего учёного, Ольга Николаевна, урождённая Люминарская, окончила Нижегородское отделение Московской консерватории по классу рояля и работала в Нижнем Новгороде преподавательницей музыки. В семье три сына: Николай Николаевич Боголюбов (старший), Алексей Николаевич Боголюбов (1911—2004) — математик, историк науки, член-корреспондент Национальной Академии наук Украины, Михаил Николаевич Боголюбов (1918—2010) — языковед, академик РАН.
Отец начал учить Н. Н. Боголюбова чтению и письму с четырёхлетнего возраста, а с пяти лет — немецкому языку, затем французскому и английскому.
Образованием Боголюбова занимался его отец. Николай самостоятельно занимался математикой и физикой. К середине 1922 года его знания по математике и физике были сравнимы с полным университетским курсом. Обнаружив у сына талант и тягу к физико-математическим наукам, отец брал для него книги в университетской библиотеке, а затем отец отвёл его в Киевский университет, где он стал принимать участие в научных семинарах. Его учителями стали академики Д. А. Граве и Н. М. Крылов. В 14 лет Боголюбов стал участником научного семинара Д. А. Граве в Киевском университете, в 1924 году в соавторстве со своим учителем и наставником Н. М. Крыловым написал первую научную работу.
В 1925 году, когда Боголюбову было 16 лет, малый президиум Укрглавнауки принял решение: «Ввиду феноменальных способностей по математике, считать Боголюбова на положении аспиранта научно-исследовательской кафедры математики в Киеве». Его научным руководителем стал Н. М. Крылов.
В 19 лет защитил диссертацию на тему «Применение прямых методов вариационного исчисления к исследованию нерегулярных случаев простейшей задачи». За опубликованные результаты этой работы Боголюбов был удостоен премии Академии наук Болоньи[9][10][11]. В 1936 году по представлению Н. М. Крылова и Д. А. Граве был удостоен АН УССР учёной степени доктора математики без защиты диссертации («honoris causa»)[12][4].
В 1934—1959 годах работал в Киевском университете (с 1936 года — профессор, в 1936—1941 и 1944—1950 гг. — заведующий кафедрой математической физики).
С 1943 года — профессор кафедры теоретической физики физического факультета МГУ[13], где им 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 году Боголюбов дал математическое обоснование микроскопической теории сверхтекучести. За работы, опубликованные в 1945 и 1946 годах, был удостоен Сталинской премии[14].
Был православным верующим. А. Н. Боголюбов писал: «Трудно охарактеризовать совокупность интересов Н. Н. Боголюбова, не имевших отношение к математике, физике, механике. Он был универсалом и, как заметил А. Д. Сахаров, знал очень многое… Вся совокупность его знаний была единым целым, и основу его философии составляла его глубокая религиозность (он говорил, что нерелигиозных физиков можно пересчитать на пальцах). Он был сыном православной церкви и всегда, когда ему позволяло время и здоровье, он ходил к вечерне и к обедне в ближайшую церковь»[20].
Был одним из академиков АН СССР, подписавших в 1973 году письмо учёных в газету «Правда» с осуждением «поведения академика А. Д. Сахарова». В письме Сахаров обвинялся в том, что он «выступил с рядом заявлений, порочащих государственный строй, внешнюю и внутреннюю политику Советского Союза»[25][26].
В середине 1989 года при поддержке Н. Н. Боголюбова верующим Дубны был передан храм Похвалы Пресвятой Богородицы, находившийся в собственности ОИЯИ[27].
Был женат (с 1937 года) на Евгении Александровне Пирашковой. В браке родились двое сыновей. Старший сын Николай — специалист в области математической физики и статистической механики, главный научный сотрудник Математического института имени В. А. Стеклова, член-корреспондент РАН. Младший сын Павел — физик-теоретик, доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник, руководитель сектора в Лаборатории теоретической физики Объединённого института ядерных исследований[28].
Математиком и физиком-теоретиком стал и племянник Н. М. Боголюбов.
1924—1932 Первые публикации Н. Н. Боголюбова были посвящены проблемам вариационного исчисления, методам приближённого решения дифференциальных уравнений и теории почти периодических функций. Развил прямые методы вариационного исчисления, дал новое построение теории Х. Бора равномерных почти периодических функций, обобщил теоремы о тригонометрической аппроксимации почти периодических функций.
1932—1943 Совместно с Н. М. Крыловым создал теорию нелинейных колебаний. Разработал методы асимптотического интегрирования нелинейных уравнений, описывающих различные колебательные процессы, и дал их математическое обоснование. Ряд исследований Боголюбова (выполненных также совместно с H. M. Крыловым) относится к теории динамических систем: здесь была создана т. н. теория инвариантной меры в динамических системах. Разработанные методы распространил на статистическую механику. Работы этого цикла были обобщены в монографиях H. M. Крылова и Н. Н. Боголюбова «Введение в нелинейную механику» (1937) и Н. Н. Боголюбова и Ю. А. Митропольского «Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний» (1955).
1956 Доказал теорему «об острие клина» в теории функций многих комплексных переменных, играющую важную роль в аксиоматической квантовой теории поля.
Статистическая механика (классическая и квантовая)
1945 Впервые высказал идею об иерархии времён релаксации, имеющую важное значение в статистической теории необратимых процессов.
1946 Разработал метод микроскопического вывода кинетических уравнений для классических систем на основе цепочки уравнений для многочастичных функций распределения (так называемой иерархии Боголюбова — Борна — Грина — Кирквуда — Ивона — цепочки ББГКИ)[paper 1].
1946 Обобщил вывод кинетических уравнений на случай квантовых систем с использованием квантовой цепочки ББГКИ (совм. с К. П. Гуровым)[paper 2].
1947—1948 Рассчитал спектр элементарных возбуждений слабо неидеального вырожденного бозе-газа. Показал, что его спектр имеет такие же свойства, как и спектр гелия II, что послужило основой создания теоретической модели для объяснения явления сверхтекучести гелия II.
1958 Создал последовательную микроскопическую теорию сверхпроводимости[paper 5][paper 6]. Показал, что сверхпроводимость можно рассматривать как сверхтекучесть электронного газа и разработал микроскопическую теорию сверхтекучести. Оригинальный метод Боголюбова в теории сверхпроводимости в курсах излагается вместе с теорией БКШ[34][35].
1958 Впервые указал на возможность сверхтекучести ядерной материи.
1963 Применил метод построения гидродинамических уравнений для построения гидродинамики сверхтекучей жидкости.
Квантовая теория
1946 Разработал метод приближённого вторичного квантования для определения энергетического спектра слабовозбуждённых состояний квантовых систем.
Труды Н. Н. Боголюбова принадлежат к различным областям математики, математической физики, нелинейной механики, статистической физики и кинетики, теории сверхпроводимости, квантовой электродинамики, квантовой теории поля, теории элементарных частиц. В каждой из этих областей результаты, полученные учёным, являются фундаментальными.
Сталинская премия первой степени (1947) — за научные работы в области статистической физики: «О некоторых статистических методах в области статистической физики» (1945, 1946)
Сталинская премия второй степени (1953) — за расчетно-теоретические работы по изделию РДС-6с и РДС-5
Золотая медаль имени А. М. Ляпунова (1989) — за цикл работ по проблемам устойчивости, критическим явлениям и фазовым переходам в теории систем многих взаимодействующих частиц.
Документальный фильм к 100-летию Н. Н. Боголюбова[37]
Основные работы
Собрание трудов
Наиболее полное собрание научных трудов Н. Н. Боголюбова под общим названием «Николай Николаевич Боголюбов. Собрание научных трудов в 12 томах» вышло в издательстве «Наука» и включает следующие тома:
Математика и нелинейная механика. Т. 1. Математика, 1925—1990. — М.: Наука, 2005. — 776 с. — ISBN 5-02-034463-X, 978-5-02-034463-1.
Математика и нелинейная механика. Т. 2. Нелинейная механика, 1932—1940. / Н. Н. Боголюбов, Н. М. Крылов. — М.: Наука, 2005. — 828 с. — ISBN 5-02-034089-8.
Математика и нелинейная механика. Т. 3. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний / Н. Н. Боголюбов, Ю. А. Митропольский. — М.: Наука, 2005. — 605 с. — ISBN 5-02-033942-3.
Статистическая механика. Т. 5. Неравновесная статистическая механика, 1939—1980. — М.: Наука, 2006. — 804 с. — ISBN 5-02-034142-8.
Статистическая механика. Т. 6. Равновесная статистическая механика, 1945—1986. — М.: Наука, 2006. — 520 с. — ISBN 5-02-034143-6.
Статистическая механика. Т. 7. Введение в квантовую статистическую механику. Аспекты теории полярона / Н. Н. Боголюбов, Н. Н. Боголюбов (мл.) — М.: Наука, 2007. — 662 с. — ISBN 978-5-02-035724-2.
Статистическая механика. Т. 8. Теория неидеального Бозе-газа, сверхтекучести и сверхпроводимости, 1946—1992. — М.: Наука, 2007. — 642 с. — ISBN 5-02-034457-5.
Квантовая теория. Т. 9. Квантовая теория поля, 1949—1966. — М.: Наука, 2007. — 668 с. — ISBN 978-5-02-035722-8.
Квантовая теория. Т. 10. Введение в теорию квантовых полей / Н. Н. Боголюбов, Д. В. Ширков. — М.: Наука, 2008. — 736 с. — ISBN 978-5-02-035721-1.
Квантовая теория. Т. 12. Теория элементарных частиц, 1963—1985. — М.: Наука, 2009. — 784 с. — ISBN 978-5-02-035718-1.
Монографии
Математика. Нелинейная механика
Крылов Н. М., Боголюбов H.H. Введение в нелинейную механику. — Киев: Изд-во АН УССР, 1937.
Боголюбов H.H., Митропольский Ю. А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. (3-е изд). — М.: Физматгиз, 1963.
Статистическая механика
Боголюбов Н. Н. О некоторых статистических методах в математической физике. — Киев.: Изд-во АН УССР, 1945.
Боголюбов Н. Н. Проблемы динамической теории в статистической физике. — М.-Л.: ОГИЗ. Гостехиздат, 1946.
Боголюбов Н. Н. Лекціï з квантовоï статистики. Питання статистичноï механіки квантових систем. — Киïв, 1949.
Боголюбов Н. Н., Боголюбов Н. Н. (мл.). Введение в квантовую статистическую механику. — М.: Наука, 1984.
Боголюбов Н. Н., Толмачёв В. В., Ширков Д. В. Новый метод в теории сверхпроводимости. — М.: Изд-во АН СССР, 1958.
Квантовая теория
Боголюбов Н. Н., Ширков Д. В. Введение в теорию квантованных полей. — М.: Наука, 1957.
Боголюбов Н. Н., Медведев Б. В., Поливанов М. К. Вопросы теории дисперсионных соотношений. — М.: Физматгиз, 1958.
Боголюбов Н. Н., Логунов А. А., Тодоров И. Т. Основы аксиоматического подхода в квантовой теории поля. — М.: Наука, 1969.
Боголюбов Н. Н., Ширков Д. В. Квантовые поля. — М.: Наука, 1980. — 3-е изд: Физматлит, 2005. ISBN 5-9221-0580-9.
Боголюбов Н. Н., Логунов А. А., Оксак А. И., Тодоров И. Т. Общие принципы квантовой теории поля. — М.: Наука, 1987. — 2-е изд: Физматлит, 2006. ISBN 5-9221-0612-0.
Сборники статей и лекций
Боголюбов Н. Н. Избранные труды по статистической физике. — М.: Изд-во МГУ, 1979.
Боголюбов Н. Н. Избранные университетские лекции. — М.: Изд-во Московского университета, 2009.
↑Н. Н. Боголюбов. Условие причинности в квантовой теории поля // Изв. АН СССР. Сер. физ. — 1955. — Т. 19, № 2. — С. 237—246.
↑Н. Н. Боголюбов, Д. В. Ширков. О ренормализационной группе в квантовой электродинамике // Доклады АН СССР. — 1955. — Т. 103, № 2. — С. 203—206.
↑Н. Н. Боголюбов, Д. В. Ширков. Приложение ренормализационной группы к улучшению формул теории возмущений // Доклады АН СССР. — 1955. — Т. 103, № 3. — С. 391—394.
↑Н. Н. Боголюбов, О. С. Парасюк. К теории умножения причинных сингулярных функций // Доклады АН СССР. — 1955. — Т. 100, № 1. — С. 25—28.
↑Н. Н. Боголюбов, О. С. Парасюк. О вычитательном формализме при умножении причинных сингулярных функций // Доклады АН СССР. — 1955. — Т. 100, № 3. — С. 429—432.
↑О. С. Парасюк. К теории причинных сингулярных функций // Доклады АН СССР. — 1955. — Т. 100, № 4. — С. 643—645.
↑О людях Московского университета, 2019, с. 259: «Аттестат об окончании семи классов деревенской школы был единственным документом об образовании, который Боголюбов получил за всю свою жизнь. Следующим документом стал диплом доктора математики».
↑Боголюбов Н. Н.О применении прямых методов к некоторым задачам вариационного исчисления // Собрание научных трудов: в 12 т (рус.). — М.: Наука, 2005. — Т. 1. Математика. — С. 210—261. — 775 с. — ISBN 5-02-034457-5.
↑Краткий обзор результатов Н. Н. Боголюбова по прямым методам см. в книге: А. Ю. Лучка, Т. Ф. Лучка. Возникновение и развитие прямых методов математической физики (рус.). — Киев: Наук. думка, 1985. — С. 67—72. — 239 с.
Московский университет в Великой Отечественной войне. — 4-е, переработанное и дополненное. — М.: Издательство Московского университета, 2020. — С. 107–108. — 632 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-19-011499-7.
Николай Николаевич Боголюбов (К восьмидесятилетию со дня рождения) //А. А. Абрикосов, В. А. Амбарцумян, А. М. Балдин, Н. Г. Басов, В. С. Владимиров, А. В. Гапонов-Грехов, А. М. Курбатов, А. А. Логунов, М. А. Марков, Ю. А. Осипьян, А. Н. Тавхелидзе, И. М. Халатников, Д. В. Ширков. Успехи физических наук, т. 159 (4), 715—716 (декабрь 1989).
Садовничий В. А.Николай Николаевич Боголюбов (1909—1992) // О людях Московского университета. — 3-е изд., дополненное. — М.: Издательство Московского университета, 2019. — С. 258—263. — 356 с. — 3000 экз. — ISBN 978-5-19-011397-6.
Храмов Ю. А. Боголюбов, Николай Николаевич // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 35. — 400 с. — 200 000 экз.