Людвиг Дмитриевич Фаддеев: «Математика – шестое чувство физики»

Фаддеев Людвиг Дмитриевич – выдающийся российский математик, один из создателей современной математической физики. Внёс решающий вклад в решение трехмерной обратной задачи квантовой теории рассеяния, квантовой проблемы трёх тел, в квантование калибровочных полей и создание квантовой теории солитонов и квантового метода обратной задачи. Автор 200 научных трудов и пяти монографий.

Людвиг Дмитриевич родился 23 марта 1934 в Ленинграде. Родители Людвига Дмитриевича познакомились в Ленинградском государственном университете, где учились на математико-механическом факультете. Отец его одновременно закончил композиторское отделение консерватории, прекрасно играл на рояле.

Когда началась война, трое детей Фаддеевых жили на даче в городке Юхнове, в Смоленской области. Мать успела забрать их оттуда за три дня до прихода немцев и перевезти в эвакуированный из Ленинграда в Кировскую область детский сад. Там Людвиг Фаддеев, которому исполнилось семь лет, пошел в первый класс сельской школы. В декабре дети оказались на Урале,

Людвиг Дмитриевич помнил село Звягино близ Чебаркуля, где он продолжал ходить в школу. В мае 1942 года за детьми приехала мать (её вместе с отцом вывезли из блокадного Ленинграда самолетом) и взяла их в Казань, куда эвакуировали Академию наук.

По словам Людвига Дмитриевича, школу он не очень-то любил, но учился хорошо. Благодаря матери рано освоил английский язык, много читал, и большая часть школьной программы была ему известна заранее. Так, например, английскую историю он знал по хроникам Шекспира, которые прочел еще в пятом классе.

Людвиг окончил 155-ю мужскую среднюю школу Ленинграда и физический факультет Ленинградского университета (1956). В университете Фаддеев выбрал физический факультет, потому что не хотел идти на матмех, где преподавал его отец — профессор математики.

Он вспоминал: «Я поступил на физический факультет Ленинградского

университета в 1951 году и на третьем курсе выбрал специализацию «математическая физика», которая только что была организована….В 1952 году немецкий физик К. Фридрихс организовал для своих коллег семинар по основам квантовой теории поля. Его лекции были опубликованы… Ладыженская решила организовать студенческий семинар по этой книге, и вся наша группа – два юноши и три девушки – принялись разбирать книгу Фридрихса. Я думаю, что это было полезно только для меня; я помню, как Ольга Александровна в начале каждого семинара, где я докладывал, спрашивала: «Людвиг, напомните нам, что такое оператор рождения». Но я получил хорошую тренировку и стал мечтать, что когда-нибудь смогу начать серьезно заниматься квантовой теорией поля. Однако поскольку кроме счета диаграмм не было ничего, за что можно было бы зацепиться, я весьма прагматично решил подождать и заняться более реальными задачами квантовой теории рассеяния. Мне удалось найти оригинальный подход к квантовой задаче трех тел, довольно рано защитить докторскую диссертацию и получить международное признание.»

Ученик О.А.Ладыженской и В. А. Фока, Л.Фаддеев кандидатом физико-математических наук стал в 1959г., а доктором – в 1963г., защитив диссертацию по результатам исследований в области квантовой теории рассеяния для системы трех частиц.

Давнишний спор ученых о том, что важнее — математическая строгость или физический смысл, корректно решенное уравнение или интуитивное понимание природного явления, продолжался весь XX век, но в какое-то время стало казаться, что побеждают в нем физики: Эйнштейн как создатель специальной и общей теории относительности больше известен обывателю, чем Пуанкаре или Гильберт, Шрёдингер популярнее Вейля, а Ландау — Боголюбова.

Но в последние десятилетия ситуация стала меняться: оказалось, что удачные математические приемы имеют не просто техническое значение, но глубокий физический смысл. Математическая интуиция при решении всё более усложняющихся физических задач может оказаться важнее физической. И это вызывало заметное раздражение многих великих физиков. Во второй половине XX века появилось новое поколение ученых, которых уже нельзя назвать чистыми физиками или математиками. Людвиг Фаддеев принадлежит к их числу.

Окончив физический факультет Ленинградского университета, он получил всемирную известность как человек, решивший совместно со своим учеником Виктором Поповым сложнейшие математические проблемы теории Янга—Миллса, которые в дальнейшем легли в основу теории суперструн. Эффекты, которые были обнаружены, получили название «дýхи Фаддеева—Попова» и под этим названием вошли во все современные учебники теоретической физики. Фаддеев убежден, что как физика решила все теоретические проблемы химии, тем самым «закрыв» химию, так и математика позволит создать «единую теорию всего» и «закроет» физику. Взгляд достаточно радикальный, но авторитетный.

Довольно долго сообщество математиков и сообщество физиков в XX веке были разделены. Придумали квантовую механику в двадцатых годах. Математические вопросы этой теории математики знали, а физики с ними знакомы не были. Гейзенберг был совершенно гениальным человеком, но не знал теории матриц. Дирак, английский гений, создал свою математику, у него даже обозначения были свои.

Но были люди, которые смогли понять квантовую механику с точки зрения известной математики. Одним из них был Герман Вейль. Он объяснил Шрёдингеру, как решать уравнение Шрёдингера. Хотя до последнего времени роль Вейля в физических учебниках истории науки была совершенно не отражена. Это была своеобразная демонстрация взаимной неприязни физиков и математиков.

Гильберт как-то сказал, что физика слишком трудна для физиков, и физики, конечно, были раздражены. Ландау все время говорил: подумаешь, что такое математики, их надо в отдел спорта перевести. Когда Николай Боголюбов разработал теорию сверхтекучести, её математическое обоснование (сейчас это называют теорией бозе-газа), Ландау сначала не верил. Даже в учебнике было написано, что это неправильная работа. Потом работа оказалась правильной, но Боголюбов был обижен.

Чем больше физика использует математику, тем более фундаментальной она становится. Можно сказать, что математика — это шестое чувство. У электрона нет ни цвета, ни запаха. И его можно почувствовать только с помощью формул. Академик Людвиг Фаддеев считает, что сегодня математическая строгость важнее физической интуиции и именно благодаря математике будет построена "единая теория всего".

Однажды журналисты спросили Л.Д.Фаддеева: «На одном из студенческих форумов мы прочли: «Демон Максвелла — лох. Вот дýхи Фаддеева—Попова — реальные пацаны». Так что это за дýхи ?».

Тот ответил: «Занятно сказано. Вы знаете, что основа взаимодействия электрически заряженных частиц — это электромагнитное поле. Для кварков аналог электромагнитного поля — это поля Янга и Миллса. Физики очень любят давать новым явлениям необычные названия. Так, среди кварков есть и «очарованный», и «странный». А характеристика кварков, их заряд называется цветом. Когда я вместе со своим сотрудником Виктором Поповым, занимаясь проблемой квантования поля Янга—Миллса, ввёл новые переменные, которых не было в классической теории поля, их стали называть дýхами. Так и осталось. Наш математический трюк позволил корректно написать континуальный интеграл — основу теоретических расчетов в Стандартной модели элементарных частиц. Когда мы с Виктором это придумали, абсолютно никому не было понятно, зачем это нужно. И в СССР я даже не пытался опубликовать статью, потому что считал, что она не будет принята в журнал. Даже позже, уже когда нам хотели присудить Государственную премию СССР, один из членов комиссии задал простой вопрос: а кто видел эти поля? И премии нам не дали. Но появился такой европейский журнал Physics Letters, куда можно было посылать только две странички. Помню, как я подбирал каждую фразу на английском. На эту статью сейчас имеется тысячи ссылок, в общем, она стала очень знаменитой. Признано, что она является теоретической основой квантовой теории поля Янга и Миллса.

Янг придумал уравнения, которые были написаны для классических полей. А любой классической теории, если она удовлетворяет некоторым требованиям, можно сопоставить квантовую теорию. И вот эту квантовую теорию придумали мы. А с дýхами Фаддеева—Попова был забавный анекдот. Уже в восьмидесятых годах Янг пригласил меня в Китай. (Хотя Янг работал в то время в США, китайцы, в отличие от нас, советских, не считали, что человек, уехавший в Америку, — это предатель. Наоборот, это наш человек там, в Америке.) А слово «дух» в Китае имеет два смысла: добрый дух и злой дух. И в газетах написали, что Фаддеев заключил договор со злым духом и этим прославился — в каком-то смысле Фауст.»

С 1967 г. Фаддеев – профессор Ленинградского (Санкт-Петербургского) государственного университета, с 1976 г. – действительный член (академик) АН СССР. Работал в Ленинградском отделении Математического института АН СССР младшим, старшим научным сотрудником, заведующим лабораторией математических проблем физики. На стене в его кабинете - портреты его учителей и коллег академиков Михаила Лаврентьева и Николая Боголюбова.

В 1960-х гг. он читал для студентов математико-механического факультета лекции по квантовой механике. С 1976 по 2000 год был директором Ленинградского (Санкт-Петербургского) отделения Математического института имени В. А. Стеклова. В 1988 - 1992 годах он — директор-организатор Международного математического института имени Л. Эйлера РАН. В 1983—1986 годах был вице-президентом, а в 1987—1990 годах — президентом Международного математического союза.

Одновременно заведовал кафедрой высшей математики и математической физики физического факультета ЛГУ/СПбГУ (до 2001 г.), далее — профессор кафедры. Член президиумов РАН и Санкт-Петербургского научного центра РАН, академик-секретарь отделения математических наук РАН, до 2016 года был председателем Комиссии по золотым медалям и премиям имени выдающихся ученых, присуждаемым Российской академией наук.

Являлся главным редактором журналов «Функциональный анализ и его приложения» и «Природа», входил в первый состав редколлегии журнала «Теоретическая и математическая физика». Являлся членом редколлегий «Journal of Mathematical Physics», «Letters in Mathematical Physics», «Journal of Functional Analysis», «Reviews in Mathematical Physics», «Annals of Physics» и др.

Работы Фаддеева получили всемирное признание: по индексу цитируемости он первый, причем с большим отрывом, в президиуме Академии наук .

Его жена — Анна Михайловна, физик-теоретик; дочери — Елена, математик, Мария, физик-теоретик; у него 4 внука и 4 правнука.

Фаддеев обладал огромным авторитетом в мировом научном сообществе. А ещё он любил гулять по Финскому заливу и каждые выходные ездил навещать правнуков.

Л.Д.Фаддеев – почётный гражданин Санкт-Петербурга (2010), в 1977—1987 г.г. он был депутатом Ленинградского городского Совета.

Фаддеев внёс фундаментальный вклад в решение задачи трех тел в квантовой механике (уравнения Фаддеева), обратной задачи теории рассеяния для уравнения Шрёдингера в трёхмерном случае, в квантование неабелевых калибровочных полей методом континуального интеграла (ду́хи Фаддеева — Попова), в создание квантовой теории солитонов и квантового метода обратной задачи, в развитие теории квантовых групп.

Людвиг Фаддеев и Владимир Арнольд считаются одними из самых выдающихся российских математиков XX-XXI веков, работы которых охватывают широчайший круг проблем чистой математики и теоретической физики.

За свою долгую жизнь, Фаддеев собрал практически все мировые и российские математические награды. В числе научных наград Л.Д.Фаддеева премия Дэнни Хайнемана в области математической физики (1974), Золотая медаль имени Дирака (Международный институт теоретической физики в Триесте, 1990), медаль имени Макса Планка за особые достижения в области теоретической физики (1996) Золотая медаль имени Леонарда Эйлера за выдающиеся результаты в области математики и физики (2002), Демидовская премия (2002) — за выдающийся вклад в развитие математики, квантовой механики, теории струн и солитонов, премия Пуанкаре (2006), азиатская Нобелевская премия Shaw-prize (премия Шао, 2008) — за обширный и важный вклад в математическую физику (совместно с В. И. Арнольдом), Большая золотая медаль имени М. В. Ломоносова (2013).

Он был награждён Государственной премией СССР (1971), Государственными премиями Российской Федерации (1995, 2005), орденом Ленина, орденом Трудового Красного Знамени и многими другими орденами.

Л.Д.Фаддеев – иностранный член национальных академий

США, Франции, Китая, Бразилии, Швеции, Финляндии, Австрии, Польши, Болгарии и Лондонского королевского общества.

11 августа 2016 года на 23-й международной конференции по квантовой теории нескольких частиц было принято решение об учреждении медали имени Людвига Фаддеева.

Однако, несмотря на все звания и награды, внушительный “груз” интеллектуальной собственности и мировую известность, академик Фаддеев был исключительно дружелюбен и прост в общении.

Людвиг Дмитриевич Фаддеев умер 26 февраля 2017г. в Санкт-Петербурге. Причиной смерти стала продолжительная тяжёлая болезнь. Похоронен на кладбище города Зеленогорска.

(Окончание следует)