В 1936 году окончил физический факультет МГУ, до 1963 года работал на физическом факультете МГУ на кафедре теоретической физики.
В 1939 году защитил кандидатскую диссертацию по теме «Гидродинамическая теория броуновского движения» и стал кандидатом физико-математических наук.
В 1945 году защитил докторскую диссертацию по теме «Динамические и статистические законы физики» и стал доктором физико-математических наук.
В 1963 году создал кафедру теоретической физики в Университете дружбы народов.
В 1971 году избран членом Шведского королевского научного общества в городе Упсала.
Обобщил теорему о невозможности классического объяснения магнетизма (теорема Бора-Ван-Левен-Терлецкого, 1939).
Совместно с С. Гвоздовером и Л. Лошаковым создал теорию отражательного клистрона (1941).
Предложил вскоре успешно реализованный метод получения сверхсильных магнитных полей путем быстрого взрывного сжатия металла в магнитном поле.
Предложил индукционный механизм объяснения ускорения космических частиц в поле быстро вращающихся магнитных звезд (предвидение пульсаров) (1945).
Предсказал существование ионной составляющей у первичных космических лучей, которая вскоре была обнаружена (1948).
Выдвинул (независимо от японского физика С. Танаки) гипотезу о существовании сверхсветовых частиц – тахионов, опираясь на идею о связи принципа причинности со вторым началом термодинамики и возможности его нарушения во флуктуациях (1960).
Выдвинул (совм. с В.И. Зубовым) ключевую идею о построении квазиравновесной теории кристаллов на основе несимметризованных функций распределения, плодотворность которой для объяснения сильно ангармонических эффектов была подтверждена практикой (1968).
Выдвинул идею об использовании струноподобных конфигураций как решений некоторых нелинейных уравнений поля для описания элементарных частиц и их возбуждений (1977).
Развил термодинамику живых систем как теорию антидиссипативных процессов (1988).