Амбарцумян и Козырев после перехода на астрономическое отделение математико-механического факультета ЛГУ оказались среди блестящих математиков — профессоров университета. Хотя основной целью Амбарцумяна была астрономия, однако общение с превосходными математиками повлияло на его математическое умонастроение. Вообще, как замечал впоследствии Виктор Амазаспович, в его повседневной работе мирно уживались оба его пристрастия — «любовь к математике и стремление с её помощью познать сложные астрофизические процессы».
Курс математического анализа вдохновенно читал профессор Григорий Михайлович Фихтенгольц. Но на лекциях Владимира Ивановича Смирнова, впоследствии академика, автора многотомного учебника, самостоятельность мысли проявлялась в большей степени. Его математические рассуждения оставляли глубокий след в сознании студентов. Лекции он читал так увлекательно и блестяще, что студенты полушутя даже просили его читать не так хорошо, иначе невозможно одновременно слушать и вести записи. Интерес к математической физике Амбарцумян унаследовал от Смирнова, и всё время, как наваждение, его преследовало желание математически описать то или иное физическое явление. В. И. Смирнов, ученик В. А. Стеклова[43], в своё время был сокурсником выдающегося физика А. А. Фридмана[44], доказавшего расширение Вселенной. Смирнов тесно сотрудничал и дружил с Фридманом и часто рассказывал об удивительной жизни этого учёного. Как пишет Д. Д. Иваненко[45]: «Результаты Фридмана, выигравшего полемику с Эйнштейном, имели особое значение для престижа русской науки. Его работы оказались способными в труднейшие ранние послеоктябрьские годы не только развить следствия воззрений западных физиков, но и выдвинуть фундаментальную концепцию, определившую целое новое направление математики, теории относительности и всего естествознания». Открытия Фридмана сделали возможным появление работы Гамова «Теория большого взрыва» и предсказание четырёхградусной по Кельвину температуры реликтового излучения.
Но самым уважаемым для Амбарцумяна профессором среди математиков Ленинградского университета был Иван Матвеевич Виноградов[46], продолжатель славы русской математической школы. Он очень скоро обнаружил в Викторе Амазасповиче истинный талант учёного, и их дружба продолжалась всю жизнь.
Примечательно, с каким почтением Амбарцумян вспоминал Ивана Матвеевича впоследствии. При получении медали имени М. В. Ломоносова в 1972 году Виктор Амазаспович, в частности, сказал: «Смущение, которое вызвала во мне эта награда, усиливается ещё и тем, что в прошлом году она была вручена учёному, чья деятельность мне всегда представлялась недосягаемым образцом научного творчества — академику Ивану Матвеевичу Виноградову. Ещё в двадцатых годах, в Ленинградском университете Иван Матвеевич внушал нам, что в науке важно не модное, а трудное и полезное. И именно потому, что Иван Матвеевич сам строго придерживался этого правила, его имя стало знаком качества в любимой им науке. Что касается меня, то пример Ивана Матвеевича Виноградова в моей работе и жизни имел такое же большое значение, как советы моего наставника и учителя Аристарха Аполлоновича Белопольского…»
Легко понимаемая и простая мысль — не идти в науке по проторенным и модным дорогам — имеет глубокий смысл и далеко не всегда выполняется в жизни каждого учёного. Виктор Амазаспович всегда помнил и свято придерживался этого правила и внушал эту важную мысль своим коллегам и ученикам.
Ивана Матвеевича не любили многие его коллеги математики за чрезмерную придирчивость и требовательность к их научным работам. Зачастую он не проявлял необходимой сдержанности и становился дерзким и бескомпромиссным в оценке заурядных научных работ. К сожалению, его коллеги не замечали, что в первую очередь он проявлял чрезвычайную требовательность к своим собственным работам и к самому себе.
Иван Матвеевич обладал способностью к поразительно оригинальным и неожиданным поворотам мысли. Виктор Амазаспович вспоминал, несколько смущаясь за свою нескромность, ещё один случай, связанный с Иваном Матвеевичем.
В 1953 году Всесоюзная академия избрала Амбарцумяна своим действительным членом. Когда закончились выборы, Амбарцумян находился в здании академии. Спускаясь по ступенькам академии, он разговаривал со своим старым другом Иваном Матвеевичем. Многие подходили к Амбарцумяну и поздравляли его с избранием и он, естественно, благодарил их. Но Виноградов сердито сказал ему: «Зачем вы благодарите? Это их нужно поздравлять, так как, избрав вас, они сравнялись с вами».