По своему происхождению, интегрируемые системы – это особый класс дифференциальных и разностных уравнений, обладающих либо явными решениями, либо симметриями более сложной природы. В современном смысле симметрии – синоним понятия интегрируемости. Предметная область интегрируемых систем весьма широка, она затрагивает все основные разделы современной математики.
Традиционно выделяются такие основные разделы теории интегрируемых систем:
- Конечномерные гамильтоновы динамические системы.
- Теоретико-полевые гамильтоновы системы.
- Дискретные интегрируемые системы.
- Квантовые интегрируемые системы.
- Точно-решаемые модели статистической физики.
Можно особо отметить сюжеты современной математики, связанные с интегрируемыми системами:
- Теория инвариантов в маломерной топологии.
- Теория представлений полупростных алгебр Ли, аффинных алгебр, алгебр Гекке, Темперли-Либа, квантовых обертывающих алгебр.
- Алгебраическая геометрия системы типа Хитчина, геометрия пространств флагов, геометрия пространств модулей кривых и расслоений, многообразия инстантонов и многообразия Накаджимы.
- Комбинаторные инварианты графов, пересечений, зацеплений.
Интегрируемые системы впечатляют многочисленностью своих приложений в самых разных областях, включая описание волн на водной поверхности и электромагнитных волн в плазме, изучение распространения света в оптоволоконных линиях телекоммуникаций, предсказание поведения нейронных сетей и решетчатых моделей статистической физики, решение квантовых моделей твердого тела.