Академик-секретарь Отделения ядерной физики АН СССР с 1967 по 1988 годы, инициатор создания Института, внёсший решающий вклад в формирование и реализацию его научной программы.

С 1980 по 1994 год возглавлял Отдел глубоководного детектирования нейтрино.

Выдающийся физик-теоретик в области квантовой механики, классической электродинамики, квантовой теории поля, физики элементарных частиц, теории гравитации, физики нейтрино, космологии, методологии физики. Один из первых использовал метод многовременного формализма, выдвинул идею создания теории нелокализованных полей; разработал концепцию динамически деформированного форм-фактора и предсказал возможность существования большого количества возбуждённых состояний мезонов и барионов с малым временем жизни - открытых позднее резонансов; предложил программу решения проблем физики элементарных частиц на ускорителях; разрабатывал модели и классификацию частиц, предложил модель предельно массивной частицы - максимона и частицы минимальных размеров, содержащей сколлапсировавшийся фридмановский мир, - фридмона; рассмотрел возможные сценарии развития Вселенной и указал на возможность избежать сингулярности при сжатии; предсказал рост сечений нейтринных многочастичных процессов с энергией, что подтвердилось позже на эксперименте.

Он первым в конце 50-х годов сформулировал и обосновал предложения о создании крупных подземных и подводных детекторов, как одного из наиболее перспективных направлений развития физики нейтрино и нейтринной астрофизики. При его огромной поддержке и личном участии были созданы пионерские установки Баксанской и Байкальской нейтринных обсерваторий, обеспечившие лидирующие позиции Института в этой бурно развивающейся области науки.

Он оказал огромное влияние на формирование научного мировоззрения целой плеяды известных учёных-физиков. Активно участвовал в Пагуошском движении.