“Influence of N. N. Bogoliubov on the Development of Theoretical Physics in the Soviet Union”の粗い訳をしてみた。半分以上は機械訳。
(ボゴリューボフの綴りはБоголю́бовで、アルファベットを変換するとBogolyubovのようだが、以下ではBogoliubovにしておく。)
書いたのはランダウの孫弟子を経てBogoliubovに師事した V. G. Soloviev。
Bogoliubov 変換で知られるNikolay Nikolayevich Bogoliubov 自身のことはあまり知らなかった。 ランダウ=リフシッツの教科書でも触れられいないと思う。
ソ連の物理学界隈の様子の貴重な証言であり、「そういうことか」と思う部分はある。 ランダウの人柄は伝記などで知られているが、ミグダルも相当な人だったのだな。ミグダルに対して持っていた印象が変わってしまった。
今どきであればパワハラ・アカハラでアウトな面もありそうだが、昔はこんな感じだったというのも貴重だ。
自分が知っている範囲でも、学派での争いは存在したと思う。 ある分野で、先生どうしが成果を争っているようなことはあった。 低レベルな話だと、先生と弟子が仲違いしているような例を2つくらい知っている。学会でバチバチ火花を散らしているかは知らない。 ただランダウやボゴリューボフのような巨人レベルな印象はない。
目次
N. N. Bogoliubovがソビエト連邦の理論物理学の発展に与えた影響
(V. G. ソロヴィエフ著、「Nikolay Nikolayevich Bogoliubov 数学者、機械学、物理学者 1909-1992」, Dubna, JINR, 1994, pp. 1909-1992., Dubna, JINR, 1994, pp. 1909-1992., Dubna, JINR, 1994, pp. 19144 &ndash 155、ロシア語)
偉大な物理学者は、基礎科学の宝庫に永遠の貢献をし、科学的思考を形成し、世界秩序の理解を促進する。 彼らの才能と科学的な寛大さは、科学学校の形成につながる。 偉大な科学者の役割は、彼らの科学的研究だけでなく、彼らの弟子や同時代の人々の研究や主張にも現れている。 心理的風土と一般的な科学的イデオロギーは、当時発表された論文やレポートに完全には反映されていない。 物理的な問題を解決するためのアプローチの違い、意見の相違、議論、批判が代替研究の抑圧につながることは、発表された科学論文に正当に反映されていない。 したがって、同時代の人々の回想録は、当時の科学的な雰囲気と個々の科学者の役割についての追加情報を提供する。 ギリシャの学者ソクラテスは哲学論文を書かなかったが、彼の考えがプラトンやソクラテスの他の弟子によって記述されたという事実のおかげで、それらは2500年後に知られている。
N. N. Bogoliubovの数学的方法と物理学的アイデアは、原子核理論の発展に大きな影響を与えた。 正準変換、ハートリー・フォック・Bogoliubov変分原理、自己無撞着場法、準平均の概念などは、微視的核理論の基礎の1つを構成している。 これは、私が「物理学の基礎」(1986年、Vol.16、No.1、p.63)に掲載された記事に書いたことだ。
本稿では、第2次世界大戦後のわが国における理論物理学の発展におけるN. N. Bogoliubovの役割について、私の主観的な見解を述べた。 それは、私の研究、科学活動への参加、そしてN. N. Bogoliubovとの接触に基づいている。 したがって、この記事では、私の科学的活動と、その時期に経験した困難の説明なしにはできない。
1. 1951-1956年のドゥブナとモスクワにおける理論物理学
1950年12月にレニングラード大学を卒業した後、私は、現代の都市ドゥブナの跡地にある計測器研究所(現在のクルチャトフ原子力研究所)の一部門である水力工学研究所(HEL)に配属された。 主に素粒子物理学を専門とする若いチームに入った。 そこには、創造的な熱意と無私の仕事の雰囲気が支配的だった。 研究所長M.G.メシェリャコフの疑いの余地のない長所は、彼が科学者を主人公と見なしたという事実だった。 残念ながら、この利点はJINRではほとんど失われた。 副所長はM・S・コゾダエフとV・P・ジェレポフ。B.ポンテコルボは、科学的な雰囲気にも大きな影響を与えた。
理論物理学のグループは、I. Ya. ポメランチュクが率いていた。 ポメランチュクは、優れた身体的直感と科学への献身を持つ科学者だ。 I. Ya.ポメランチュクは、ここにランダウ学派の新しい分派を設立しようとした。 ポメランチュクは、有能な卒業生を選抜し、科学博士候補生とすることを計画した。 グループのメンバーは、モスクワでのランダウセミナーに参加することが義務付けられていた。 セミナーでは、L. ランダウ が選んださまざまな物理的問題に関するジャーナル論文と原著論文が議論された。 会議はとても活発で、時には激しい議論もあった。 見ていて面白かったが、スピーカーは苦労していた。 このゼミでの私の研究報告では、ほとんど話す機会を与えられず、報告後は殴られたような気分だった。 それにもかかわらず、I. Ya. ポメランチュクは、私の報告は成功したと言った。 報告書がランダウのセミナーで承認されれば、出版または論文は承認されたことになる。 セミナーで研究のラインが支持されなければ、事実上、その研究が発展するチャンスはほとんどなかった。 例えば、ランダウはshellの原子核モデルを「犬の戯言」と呼んだ。 したがって、当時、このテーマに関する記事を発表したり、理論を擁護したりすることはほとんど不可能だった。
このセミナーの参加者は、9つの試験からなるランダウ理論試験に合格した者である。 各試験はL. D. ランダウが個人的に実施し、3つの問題を解き、追加の質問に答える必要があった。 この理論ミニマムに合格しなかった者は、二流の理論家とみなされた。 程度の差こそあれ、私も多くの時間と労力を費やし、これらの試験に合格した。 私はこれらの試験のほとんどに合格した。 私はポメランチュクに、残りの試験、特に連続媒体の力学と電気力学の試験に時間を費やしたくないと言った。 私が残りの試験を受けたくなかったのは、一部の受験者が事前に出題される問題を知っていることを知ったからである。 私としては、試験で出される課題を事前に知らなかったので、受験者の条件は同じではないし、何か隠れた選別があるのかもしれないと思った。 その結果、私は残りの試験をA. B. Migdalのもとで受けることになった。 こうして、私は自動的にランダウ学派を退学することになった。
1953年初頭、Ya. P.テレツキーが私たちの部門の責任者に任命され、私達の研究にダメージを与えた。 実際、彼は私に量子力学に反対する仕事をするよう勧めた。 V.A.フォックの講座の学生であった私でさえ、疑似哲学的概念に基づいて量子力学を禁止しようとする人々と闘ったから、私はこの仕事を拒否した。 その後、私はソフィアでA.ダツェフ、ブダペストでL.ヤノシーと量子力学を擁護する討論会を開かなければならなかった。 当時、摂動論は場の量子論には使えないと主張されていた。私は摂動論なしに研究を進める方法を知らなかったので、ストレスと絶望に打ちひしがれた時期があった。
1953年、M.G.メシェリャコフが私をN. N. Bogoliubovに紹介し、私は彼の指導の下で働き始めた。 私はI. Ya. ポメランチュクから物理的思考を学んでいた。 N. N. Bogoliubovは、その数学的手法の優雅さで私を魅了した。 研究は困難を極めた。 ある時、計算が行き詰まったことがあった。 私はBogoliubovの家に行き、そのことを話したら、彼の計算も同じように行き詰まったことを教えてくれた。
1953年秋、N. N. Bogoliubovは物理数学科のアカデミシャンに選出された。 当時、ランダウ学派の支配は完全なものであった。 N. N. Bogoliubovがランダウ学派の外で行った研究が大きな関心を呼んだため、彼が理論物理学者ではなく、むしろ数学者であることが強調されすぎた。
興味深いBogoliubovのセミナーがMSU物理学科とステクロフ数学研究所で開催された。 N. N. BogoliubovとD.V.シルコフによる単行本「量子場の理論入門」を一章ずつ勉強した。 このモノグラフは、世界中の理論物理学者の準備に重要な役割を果たした。 後年、私は訪問したすべての科学センターの図書館でこのモノグラフを見つけた。 当時のBogoliubovの学生の状況は、場の理論に関する博士論文でさえ主張するのが難しいようなものだった。 ランダウ学派の独占は続いていた。 いわゆるゼロ電荷の問題で、場の量子論は無法者のように言われた。 私は1956年にモスクワ大学で「擬スカラー中間子理論における近似グリーン関数の構築」という論文を発表した。 相手はO.S.パラシュクとA.A.ログノフであった。 私の論文に対するO.S.パラシュクの見事な批評は、私自身に自信を与え、新しい研究へのインスピレーションを与えてくれた。
N. N. Bogoliubovの大きな成功は、任意の散乱角に対する分散関係の証明であった。 1956年にシアトルで開催された会議での講演は強い印象を残した。 分散関係の研究は、傑出した理論物理学者としてのBogoliubovの信頼性を高め、彼の学派の地位を強化した。 これらの著作は、D. V. Shirkov、A. A. Logunov、V. S. Vladimirov、B. V. Medvedev、M. K. Polivanov、A. N. Tavkhelidzeや彼の他の弟子たちの研究を刺激した。 当時、私は博士論文で忙しく、この一連の仕事には参加していなかった。
2. 理論物理学研究室の設立と設立当初
1956年3月、核問題研究所(旧HEL)と電気物理研究所を母体として合同原子核研究所（JINR）が設立された。 D.I.ブロヒンツェフが所長に就任した。 1956年5月、D.I.ブロヒツェフは、両部門のリーダーM.A.マルコフとYa.P.テレツキーが不在の中、両部門の理論家と会談した。 この会話の中で、彼は理論物理学研究室(LTP)を組織するつもりだと述べた。 V.I.ヴェクスラー、I.E.タム、M.A.マルコフら多くの物理学者がLTPの設立を支持しておらず、そのためLTPを指導できる科学者がまだ見つかっていないことを残念がった。 会話の後、私はブロヒンツェフ博士のところに行き、Bogoliubov博士をこのポストに招いたらどうかと尋ねた。 彼はその案を気に入り、N. N. Bogoliubovに興味があるかどうか確かめるよう私に頼んだ。Bogoliubovは興味を示した。 LTPの設立と所長候補の議論は難航した。 何人かの科学者が指導的立場を気取った。 LTPを率いるのは数学者のBogoliubovではなく、実験研究に携わる物理学者であるべきだという意見もあった。 その結果、妥協案が見つかった： N. N. Bogoliubovが所長に選ばれ、M.A.マルコフとYa. A.スモロジンスキーが部門長に選ばれた。 Ya. P.テレツキーはLTPに招聘されなかった。
D. V.シルコフ、B.V.メドヴェージェフ、M.K.ポリヴァノフ、V.G.ソロヴィエフ、V.Z.ブランクは、コーカサス山脈ですぐに行方不明となり、Bogoliubovの部門で働き始めた。 D.V.シルコフは管理業務で負担をかけたくなかったので、副所長のポストはA.A.ログノフが引き継いだ。 1957年、I.ズラテフ、A.N.タブヘリゼ、周光照、V.S.バラシェンコフ、P.S.イサエフ、F.カシュルン、V.ツォルナー、I.ウレグラ、I.トドロフなどの科学者がLTPで働き始めた。 驚異的な科学活動が始まった。 D.I.ブロヒンツェフやV.ヴォトルバが参加した研究室セミナーは非常に興味深いものだった。 Ya. スモロジンスキーらランダウ学派の代表は、Bogoliubovの著作を除いて、ランダウ学派以外には重要な著作がないことを証明しようとした。 だから、強い相互作用、電磁気的相互作用、弱い相互作用における結合パリティ保存の仮説について私が話したとき、Ya. A.スモロジンスキーは私の結果を不合理なものとして紹介しようとした。 Bogoliubov部門の理論家たちによる分散関係の理論に関する講演もまた、攻撃を受けた。 JETPの編集委員会とソビエトの「核物理学」編集委員会は、私たちの出版物に対する人為的な障害を作り出した。
公平を期すため付け加えると、後にYa. A.スモロジンスキーは、理論物理学研究所の集団に有機的に入り込んだ。 彼の博識と百科事典的知識は、LTPで行われた研究や科学的雰囲気に良い影響を与えた。
LTPの科学的信頼性の強化は、N. N. Bogoliubovの超伝導理論に関する研究によって促進された。 1957年秋、N. N. Bogoliubovは、ボーズ系の超流動性の微視的理論を構築するために彼が開発した方法が、フローリッヒ・モデルに基づく超伝導理論の一貫した発展に一般化できることを示した。 超伝導理論の構築における重要な進展は、J.バーディーン、L.クーパー、J.シュリーファーによって独自に達成された。 N. N. Bogoliubovによる一連の研究が続き、彼はバーディーン・ハミルトニアン、正準変換、危険なダイアグラムの補償の原理を用いた。 S. V. Tyablikov, D. V. Shirkov, D. N. Zubarev, Yu. A. Tserkovnikov やほかの研究も続いた。 1958年に出版されたN. N. Bogoliubov、V.V.トルマチョフ、D.V.シルコフによるモノグラフ「超伝導理論における新しい方法」は重要な役割を果たした。
N. N.Bogoliubovの超伝導の微視的理論の構築への重要な貢献は、すぐには認識されなかった。 L. ランダウとV. ギンズブルグは、超伝導分野の権威として認められていた。 しかし、導電性の微視的理論は彼らによって構築されたものではなかった。 そのため、彼らの同胞であるN. N. Bogoliubovには特に強い嫉妬心を抱かせた。 私は、1957年の終わりか1958年の初めに、N. N. Bogoliubovが超伝導理論の研究を報告したP. L. カピツァのセミナーに出席した。 セミナーの前、彼は体調を悪くしており、非常に興奮していた。 Bogoliubovの報告は大きな関心を呼び、活発な議論が続いた。 A.F.アイオフはセミナーで多くの質問をした。 ランダウは、理論に乖離はないはずであり、したがって補正するものは何もないと主張した。 セミナー参加者の一般的な意見は、N. N. Bogoliubovが超伝導の微視的理論の構築に重要な貢献をしたというものであった。 しかし、1958年にUspekhi Fizicheskikh Naukに掲載されたA. A. AbrikosovとI. M. Khalatnikovによる総説では、超伝導理論の構築はすべてバーディーン、クーパー、シュリーファーの功績であるとされている。
3. 核物質・原子核の超流動
N. N.Bogoliubovは、超流動は核物質を含むフェルミ系の一般的な性質であると発表した。 1958年にソビエト科学アカデミーのDokladyに掲載された論文の中で、彼は核物質の超流動の問題を研究するために適用できる方程式を導き出した。
N. N. Bogoliubovは、Hartree-Fock変分原理の一般化である新しい変分原理を定式化した。 Bogoliubovの原理の一般化はS. V. Tyablikovによって行われ、I. A. KvasnikovとV. V. Tolmachevによっても行われた。 私のN. N. Bogoliubovとの唯一の論文は、多体問題における新しい変分原理の定式化に捧げられたものである。 この仕事の主要な結果はBogoliubovに属する。 ここで彼は、その類まれな科学的寛大さを明らかにしている。 私は、彼が若い同僚との多くの共同論文でも同じ寛大さを示したと思う。
N. N. Bogoliubovが原子核物質の超流動性の問題を提起したのと同じ頃、A.ボーア、B.モッテルソン、D.パインズは、原子核の励起状態が金属の超伝導状態のスペクトルと類似していることに注目し、有限原子核の特性を記述するのに超伝導理論で開発された方法を用いることが好都合であると考えた。
私はBogoliubovの方法を用いて中重核の超流動状態を研究した最初である（1958年にJETP、DAN USSR、Nuclear Physicsに発表）。 その結果、原子核の超流動状態は通常の状態よりもエネルギー的に有利であり、後者から分離していること、偶数質量の原子核のスペクトルにはギャップがあり、奇数質量の原子核のスペクトルにはギャップがないことが示された。 これらの私の論文は、原子核のサイズが小さすぎて超伝導型のペアリング相関が存在しないという反論を引き起こした。
1959年、S. T. Belyaevによる超流動と原子核の慣性モーメントに関する有名な論文が発表された。 この論文は危険なダイアグラムの補償のBogoliubovの原理に基づくものであり、A. B. MigdalはL. P. Gor’kovの扱いにグリーン関数法を用いたものであった。A. B. Migdalは、原子核における超流動の解釈だけが正しいと主張した。
1960年から1962年にかけて発表された私の著作では、原子核における準粒子励起状態の一般的な図式が表され、変形原子核の励起状態のエネルギーと波動関数が計算された。 超伝導型のペア相関がアルファ崩壊やベータ崩壊の確率に強く影響することが示された。 これらの研究は、A. B. Migdalやその弟子たちから、具体的な原子核の特徴を詳細に定量的に記述することはできないと強く反論された。
超伝導タイプの対相関を考慮したモデルが開発される以前は、原子核のいくつかの実験的に測定された特性が知られていたが、これには説明がつかなかった。 これには次のような事実がある： 1)偶数原子核には内部自由度に関連した励起状態のギャップが存在し、奇数質量原子核のスペクトルにはギャップがないこと、2)変形原子核の慣性モーメントの実験値を説明できないこと、奇数質量原子核の慣性モーメントが偶数原子核に比べて強く過剰であること、 3) 独立粒子モデルでは厳密に禁止されているベータ崩壊の観測、4) アルファ崩壊の確率が計算結果の104倍から105倍に増加したこと、などである。 さらに、原子核の形状の記述に大きな困難があった。 超伝導型の対相関を考慮したモデルでは、これらの矛盾やその他の矛盾が見事に取り除かれた。
1959年に発表されたN. N. Bogoliubovの論文「補償の原理と自己無撞着場の方法について」は、原子核の理論に大きな影響を与えた。 この論文で示された方法とランダム位相近似は、原子核の振動状態の微視的記述において重要な役割を果たした。 こうして、内部自由度に起因する準粒子状態と集団状態を統一的な方法で記述することが可能になった。 希土類やアクチノイド領域の変形原子核の四重極や八重極の振動状態を初めて計算することに成功した。 原子核の平衡形状の記述においても重要な進展があった。 こうして1969年、質量が100に等しい近傍に変形原子核の新しい領域が存在することが予測された。 1970年、アメリカの物理学者がこれらの原子核を実験的に発見した。 原子核の平衡形状の記述は、V.M.ストルチンスキーが提唱した殻補正の方法に大きな影響を受けた。
60年代、Bogoliubov学派は国内外の理論物理学で確固たる地位を築いた。 N. N. Bogoliubovの多くの弟子たちが理学博士論文を提出した。 N. N. Bogoliubovだけでなく、S.V.チヤブリコフ、D.N.ズバレフ、D.V.シルコフ、V.S.ウラジミロフ、A.A.ログノフ、B.V.メドヴェージェフ、M.K.ポリヴァノフ、A.N.タヴケリゼ、Yu. A.ツェルコフニコフ、L.D.ソロビエフなど、場の量子論や統計物理学の分野での業績は一般に認められており、論争になったことはない。 原子核理論の分野での私の業績は、わが国ではA. B. Migdalやその同僚たちから辛辣で、しばしば不当な批判にさらされた。 最初は、私を通じてBogoliubovに向けられた攻撃であった。 重要なことは、Bogoliubovの手法に基づいたS.T.ベリャーエフの論文は批判を受けなかったことである。 強力なグループがあった場の理論や統計物理学とは対照的に、私一人で激しい批判に立ち向かわなければならなかった。 同僚たちは批判をかわすか、まだ若かすぎた。 A. B. Migdalによって批判されなかった私の講演は一つだけである。 1964年にパリで開催された国際核物理学会議での私の講演である。 特筆すべきは、私たちのグループが得た原子核理論の分野での成果が、世界の核物理学界で認められたことである。
1965年、A. B. Migdalは原子核に適用される有限フェルミ系の理論を定式化した。 この論文は原子核理論の発展における大きな一歩となった。 彼は学会やセミナーでの講演で、自分が「真の」原子核理論を構築したのであり、それ以前の原子核モデルは重要性を失ったと主張した。 講演の中で(出版された論文ではないが)彼は、彼の考えでは時代遅れのモデルを捨て、有限フェルミ系の理論の形式論で核特性の計算を行うことを主張した。
有限フェルミ系の理論が登場したことで、私はもう一つの原子核モデルが提案されたと主張した。 このモデルは、核の特性を記述するために他のモデルとともに使用することができる。 この立場は、A. B. Migdalと彼の共同研究者たちによって完全に否定された。 さらに、変形原子核の振動状態に関する我々の計算結果は、間違った告発に苦しめられた。 1970年になって初めて、R. V. Jolosと私は、自己無撞着場のBogoliubov法が最も一般的であることを示した。 ある仮定の下で、この方法の方程式は有限フェルミ系のMigdal理論の方程式に帰結する。 こうして、有限フェルミ系のMigdal理論は、いくつかの微視的核モデルの一つであることが立証された。 私たちの準粒子・フォノン原子核モデルに対する攻撃に耐えながら、すべてが収まるまで数年を要した。
自己無撞着場法のBogoliubov方程式は、時間依存ハートリー-フォック-Bogoliubov近似の発展の基礎となった。 この方法の枠組みの中で、多くの著者が大きな振幅を持つ速い振動や遅い集団過程を研究した。 この方法は原子核-原子核相互作用を記述するために広く使われている。 原子核の多体問題を解く上で大きな成功を収めたのは、保存則を厳密ではなく近似的に考慮したからである。 保存則を近似的に考慮した数学的に正しい定式化は、Bogoliubovの準平均に関する基本的な研究の登場後に可能となった。
4. 理論物理学の発展に関する総評
1960年までのソ連における理論物理学の発展は、ランダウ学派の排他的な立場によって左右されていた。 ランダウ学派は、現役の理論物理学者を積極的かつ効果的に束ねた。 理論物理学と実験物理学のいくつかの分野の成功に重要な役割を果たした。 しかし、独占は悪であり危険である。 それは、革新的な研究の方向性の発展を阻害し、科学的創造性の自由を制限する。 MSUや他の研究所の多くの科学者が、ランダウ学派の独占に反対した。 彼らは、科学では容認されない管理的な方法を用いたが、それゆえに成功しなかった。
N. N.Bogoliubovは、科学界から世界的に認められた輝かしい科学的成果を得た。 これらの成果は、ランダウ学派の外で得られたものであり、この学派による理論物理学の独占を自動的に破壊することにつながった。 私は、Bogoliubovがソ連の理論物理学の発展において重要な役割を果たし、独占から正常な科学界への移行を促進したと考えている。 Bogoliubovのこの役割は、当然のこととして受け取られ、すぐに忘れ去られてしまったので、私は特に強調したい。 1965年以降、ランダウ学派とBogoliubov学派は、理論物理学の他の分野と同様に、平和的に共存するようになった。 新しい世代の理論物理学者たちは、主観的な制約からほとんど解放された条件のもとで研究を進めている。 しかし、原子核理論のようないくつかの分野では、独占の再発が何年も続いていた。
ソ連には理論物理学の分野で3人の巨人がいた： V.A.フォック、L. D. ランダウ、N. N. Bogoliubovである。彼らは我が国の物理学研究の高いレベルを決定づけた。
コペンハーゲン学派、Bogoliubov学派、ランダウ学派などの優れた学派は、物理学の急速な発展に貢献した。 異なる学派の白熱した議論や対立が、この発展を助けた可能性は十分にある。 現在、そのような学派が存在するのかという疑問を投げかけるのは正当なことである。 私はそのような学派を知らない。 流派を作ることのできる優秀な科学者の不在だろうか、それとも専門分化の深化に伴う物理学の新たな段階だろうか。
理論核物理学では、学派がないだけでなく、白熱した議論もめったにない。 代替核モデルは同時に開発され、議論で比較されることはめったにない。 相互作用するボソンのモデルと顕微鏡のモデルを比較しようという私の試みは、すべて何の反応も得られなかった。 現在、ヨーロッパでは、競合するモデルの対立は、ジャーナルに投稿された論文のクローズドまたは匿名のレビューで明らかになっている。 このような科学的な議論は、私には非常に異常に思える。
結論として、私は以下の点を指摘する義務があると考える。 現代の学者の記憶がなければ、当時の科学の実態を知ることはできない。 科学の発展は、特定の目的や一般的な意見に大きく左右され、それらは原則として公開されない。 私は、科学者の義務として、過ぎ去った時代のビジョン、つまり科学の雰囲気、意見の対立、個々の科学者の役割について記述することが必要だと思う。
G. Sandukovskayaによってロシア語から翻訳された
