Георгий Антонович Гамов(Джордж Гамов): биография. Три его открытия были достойны нобелевской премии

Георгий Гамов - это знаменитый на весь мир астрофизик, физик-теоретик и популяризатор науки. Известность к ученому пришла благодаря написанным работам по биологии, космологии, ядерной и атомной физике, астрофизике и квантовой механике.

Ученый является первым, кто смог четко сформулировать проблему генетического кода. Также считается первым, кто придумал количественную теорию альфа-распада, стал основоположником теории «Горячей Вселенной».

Детство и юношеские годы

Гамов Георгий Антонович родился четвертого марта 1904 году в городе Одессе, в семье учителей. Мать мальчика умерла рано. Отец был преподавателем русского языка и литературы в местной гимназии. Предки Георгия были военными и священниками.

Отец Георгия был доволен тем, что его сын увлекался биологией, физикой и астрономией. Именно поэтому Георгий Гамов в 1921 году поступил в Одесский университет, выбрав при этом физико-математический факультет. Успевал не только хорошо учиться, но и подрабатывать вычислителем в астрономической обсерватории.

Ленинградский университет

В 1922 году Гамов Георгий Антонович поступил в Ленинградский университет на физико-математический факультет. Данное учебное заведение было тогда центром зарождавшейся физической науки в Советском Союзе. На жизнь нужны были деньги, поэтому будущему ученому пришлось устроиться работать наблюдателем на метеорологическую станцию.

В сентябре 1923 года стал заведовать полевой метеорологической обсерваторией первой Артиллерийской школы, где читал лекции по физике. Уже в 1924 году Гамов работал в Государственном оптическом институте, разрабатывая методики отбраковки оптического стекла.

Работа за границей. Теория альфа-распада

В 1926 году окончил университет и поступил в аспирантуру Гамов Георгий Антонович. Биография ученого продолжилась тем, что он стал избранным кандидатом на стажировку в Германии. Но все нужные для этого документы были готовы лишь в 1928 году.

Гамов серьезно решил заняться теорией атомного ядра и выбрал проблему атомного распада. Используя эффект тоннеля, ученый смог показать, что частицы даже с самой маленькой энергией могут вылетать из ядра с определенной вероятностью. Такая теория стала самым первым объяснением поведения радиоактивных веществ. Кроме Гамова, данным вопросом занимались Эдвард Кондон и Рональд Герни, однако только Георгию удалось получить наилучшие количественные результаты.

На основе своих умозаключений физик Георгий Гамов смог определить размер ядер (около десяти-тринадцати сантиметров) и объяснил закон Гейгера-Неттола, который связывал энергию вылетающих частиц с периодом полураспада ядер. В июле 1928 года молодой ученый опубликовал свою статью в известном научном журнале, которая и сделала его знаменитым в мире физики.

Возвращение домой

В 1931 году Георгий Гамов, биография которого подробно описана в данной статье, вернулся в Ленинград и начал работать в области ядерной физики. В этом же году начала налаживаться личная жизнь ученого. Он познакомился с выпускницей Московского государственного университета Любовью Вохминцевой. Вскоре состоялась свадьба.

В октябре 1931 года Гамов получил приглашение на Римскую конференцию, однако не смог покинуть страну. После этого он стал искать возможность, как можно это сделать (причем не только легально). Во время отпуска в Крыму молодая пара попыталась на лодке доплыть до Турции, однако сильный шторм помешал это сделать.

А вот в 1933 году удобный случай нашелся. Георгий Гамов по рекомендации Иоффе был назначен на должность советского представителя на Седьмом Сольвеевском конгрессе. Ученый смог получить визу не только для себя, но и для своей супруги. Главной целью Георгия было работать за рубежом и при желании возвращаться к себе на родину.

Георгий Гамов: теория «Большого взрыва»

В 1946 году ученый начал изучать сферу космологии и предложил модель «Горячей Вселенной». Основаниями для этой теории послужили оценка возраста всей Вселенной, который был примерно равен возрасту планеты Земля, и соотношение гелия и водорода.

В 1948 году физик Георгий Гамов вместе со своими учениками разработали теорию образования химических элементов путем нуклеосинтеза, или последовательного нейтронного захвата. Однако она не получила должного внимания, и очень долго была незамеченной. Как сказал Снивен Вайнберг: "Гамов и его ученики исследовали раннюю Вселенную, а именно первые три минуты ее существования".

Генетический код

В 1954 году сразу же после открытия двуспиральной молекулы ДНК Гамов смог внести неоценимый вклад в образование новой науки - молекулярной биологии, поставив первоочередное решение проблемы Путем научных экспериментов ученый смог понять, что белки, состоящие из двадцати натуральных аминокислот, зашифрованы в определенной последовательности и входят в состав ДНК.

Таким образом, Гамов смог понять, что ДНК шифруется из последовательности четырех нуклеотидов, которые дают в итоге шестьдесят четыре возможных комбинации. А этого вполне хватит для того, чтобы записывать наследственную информацию.

Лишь в 1961 году данная теория была окончательно доказана и его помощниками, за что они получили Нобелевскую премию.

Поездка в Америку

После того как ученый покинул Советский Союз, он подрабатывал в разных странах, но постоянное место работы очень долго не удавалось найти. И лишь в 1934 году поступили приглашения из Америки. Он был назначен на должность профессора в Вашингтонском университете. Им было принято решение проводить ежегодные конференции, на которые съезжались знаменитые физики со всего мира. В это же время ученого стали интересовать связи между атомной энергией и источниками звездной энергии.

В 1941 году, покинув Вашингтонский университет, физик решил заняться разработкой атомной бомбы. Однако к самому процессу его не допустили, поэтому он вынужден был выполнять второстепенные работы. И лишь в 1948 году Георгий получил военный допуск и лично принял участие в изготовлении водородной бомбы.

Георгий Гамов, «Приключения мистера Томпкинса»

Книга, написанная знаменитым физиком, предназначается для студентов, школьников и просто людей, интересующихся современными научными представлениями.

Издание состоит из двух произведений. Первое из них - это «Мистер Томпкинс в стране чудес». Это смешная история, рассказывающая читателям о скромном банковском работнике, служащем в мире теории относительности. Вторая повесть «Мистер Томпкинс исследует атом» очень интересно и просто показывает все процессы, которые происходят внутри атома и атомного ядра. Книга состоит из пятнадцати глав, способных непринужденно заинтересовать читателей.

Автобиография

Еще одну интересную книгу о своей жизни написал Георгий Гамов - «Моя мировая линия. Неформальная автобиография».

В СССР «Моя мировая линия» существовала всего в одном экземпляре, который хранился в Ленинской библиотеке. Однако Я.Б. Зельдовичу разрешали брать эту книгу на дом, а он давал ее читать своим знакомым и друзьям. Поэтому содержание знали многие. Можно сказать, что Георгий Гамов провел «Мировую линию» между Америкой и Россией.

Еще одно произведение

Георгий Гамов «Гигант трех наук» написал для широкого круга читателей, которые интересуются историей космологии и физики, а также проблемами фундаментальной науки.

Труды выдающего ученого оставили яркий и незабываемый след в области ядерной физики, астрофизики, генетики и физики элементарных частиц. Данная книга является также автобиографией и описывает важнейшие достижения ученого. Здесь читатели могут узнать о «Теории Большого Взрыва», квантовой теории альфа-распада, а также разгадке генетического кода.

Документальный фильм

Документальный фильм «Георгий Гамов. Физик от бога» был снят в 2009 году режиссером Ириной Бахтиной. Автор показала, как выдающийся американский физик, выдвинувший большое количество научных теорий, мечтает о Советском Союзе.

Несмотря на то, что при жизни ученого большинство его трудов не ценилось, сейчас они имеют огромную ценность, так как стали началом для многих наук и теорий. Так что можно считать, что свою жизнь советско-американский физик прожил не зря.

Георгий Антонович Гамов (также известен как Джордж Гамов, англ. George Gamow; 20 февраля (4 марта) 1904, Одесса — 19 августа 1968, Боулдер) — советский и американский физик-теоретик, астрофизик и популяризатор науки.

В 1933 году покинул СССР, став «невозвращенцем». В 1940 году получил гражданство США. Член-корреспондент АН СССР (с 1932 по 1938 год, восстановлен посмертно в 1990 году). Член Национальной академии наук США (1953).

Широкую известность Гамову принесли его научно-популярные произведения, в которых живым и доступным языком рассказывается о современных научных представлениях.

Книги (5)

Мистер Томпкинс внутри самого себя

«Мистер Томпкинс внутри самого себя» — заключительная часть в трилогии известного ученого-физика Георгия Антоновича Гамова о скромном банковском служащем, с энтузиазмом изучающем достижения современной науки.

Две первые части трилогии — «Мистер Томпкинс в Стране Чудес» и «Мистер Томпкинс исследует атом».

Вместе со своим коллегой известным биологом Мартинасом Ичасом Гамов с присущим ему блеском и остроумием заставляет своего героя пережить невероятные приключения внутри своего собственного организма, раскрывая перед читателем захватывающую картину достижений современной биологической науки и затрагивает множество важных проблем, над решением которых работают современные ученые.

Не связанный в своих сновидениях (в которых мистер Томпкинс знакомится с достижениями современной науки едва ли не более активно, чем наяву) жесткими временными рамками реальности, мистер Томпкинс встречается с персонажами, удивительным образом напоминающих выдающих ученых настоящего и прошлого науки Сент-Дьердьи, Дарвина, Мортана, Павлова и самого Гамова!

Занимательная математика

Жанр занимательной науки давно известен и любим в России.

Предлагаемая вниманию читателя книга известного физика и популяризатора науки Георгия Антоновича Гамова (1904-1968) и сотрудника американской авиастроительной фирмы «Конвэр» Марвина Стерна — признанная жемчужина жанра.

Она привлекает внимание оригинальностью, неожиданностью и красотой задач, сюжеты которых заимствованы авторами из научного фольклора, подсказаны учеными-коллегами, известными (астрофизиком Виктором Амазасповичем Амбарцумяном, специалистом по аэро- и гидродинамике Теодором фон Карманом и биохимиком Альбертом Сент-Дьерди) и не очень, а в большинстве своем придуманы авторами как бы специально для читателя.

Математические головоломки

Книга «Занимательные задачи» представляет собой сборник интересных математических и физических задач-головоломок из различных областей науки.

Каждая задача изложена в форме короткой истории. На русском языке книга впервые была опубликована в 2001 году под названием «Занимательная математика».

Мистер Томпкинс исследует атом

Книгу «Мистер Томпкинс исследует атом» написал выдающийся физик и популяризатор науки Георгий Антонович Гамов.

В фантастических, но вполне реальных с научной точки зрения снах герою книги — интересующемуся современной наукой скромному банковскому служащему мистеру Томпкинсу — помогает старый профессор физики, просто и доходчиво объясняющий необычные явления, наблюдаемые героем в мире квантовой механики, атомной и ядерной физики, теории элементарных частиц и т. д.

Томпкинс в Стране Чудес, или истории о с, G и h

Книгу «Томпкинс в Стране Чудес, или истории о с, G и h» написал выдающийся физик и популяризатор науки Георгий Антонович Гамов.

Ее идея выросла из короткого, фантастического с точки зрения науки рассказа, в котором автор предпринял попытку объяснить доступно для неспециалиста основные идеи теории искривленного пространства и расширяющейся Вселенной.

По его мнению, для этого нужно было сильно увеличить масштабы реально существующих релятивистских явлений и тем самым сделать их легко наблюдаемыми для героя — мистера Томпкинса, скромного банковского служащего, интересующегося современной наукой.

Гамов (Gamow) Георгий Антонович (George) - имя в нашей науке почти забытое. Между тем в начале 1930-х он "стоял" в физике чуть выше признанного гением Ландау. Уже в 24 года он выполнил работу нобелевского уровня, разработав теорию альфа-распада, одного из четырех видов радиоактивности. В 28 лет Георгий Гамов стал самым молодым членом-корреспондентом Академии наук за всю историю ее существования. Но в 1933 году Гамов стал и первым ученым-невозвращенцем, который, несмотря на клятвенные обещания, не вернулся в СССР из зарубежной командировки. После этого его имя было подвергнуто официальному забвению. Но не поступок, который стал примером для многих советских, а потом и российских ученых, пусть даже не ведавших, чьей дорогой они следуют.

Вопреки распространенному мифу о том, что русские гении на чужбине мельчают из-за тоски по родине, Георгий Гамов, которого быстро исключили из Академии наук СССР (тоже первый подобный случай, впоследствии даже Сахарова в АН оставили), на Западе продолжал работать активно и успешно. С 1934 года он профессор Университета имени Вашингтона в Вашингтоне. В 1936 году вместе с будущим отцом водородной бомбы Эдвардом Теллером он обобщает теорию еще одного вида радиоактивности - бета-распада. К работе над атомным проектом Гамова не привлекли из-за сомнительного для американцев происхождения, но над водородной бомбой с 1949 года после тщательной проверки на благонадежность он уже работал и побывал на атолле Бикини, атомном полигоне США.

Гамов стал одной из самых ярких звезд в астрофизике и космологии. Он первым рассчитал модели звезд с термоядерными реакциями, предложил модель оболочки красного гиганта, исследовал роль нейтрино при вспышках новых и сверхновых звезд. Создал теорию образования химических элементов путем нейтронного захвата. После войны он выдвинул смелую, но теперь общепризнанную теорию "горячей Вселенной", из которой вытекало существование реликтового излучения, образовавшегося в момент Большого взрыва. Теория Гамова была подтверждена в эксперименте американцами Пензиасом и Вильсоном, которые в 1978 году стали нобелевскими лауреатами.

В 1954 году Гамов публикует статью, где первым ставит проблему генетического кода, доказывая, что "при сочетании 4 нуклеотидов тройками получаются 64 комбинации, чего вполне достаточно для "записи наследственной информации". В 1968 году американцы Холли, Коран и Ниренберг получили Нобелевскую премию за расшифровку генетического кода. Премии были присуждены уже после смерти Георгия Гамова 20 августа 1968 года.

1928-1931 годы он провел в лучших научных центрах - Геттинген, Копенгаген, Кембридж, получал стипендию Рокфеллера. Его научный триумф вдохновил пролетарского поэта Демьяна Бедного на стихи, опубликованные в "Правде": "СССР зовут страной убийц и хамов. Недаром. Вот пример: советский парень Гамов. Чего хотите вы от этаких людей? Уже до атома добрался, лиходей!" Назвать Георгия Гамова "советским парнем" можно было только по неведению. Он происходил из старинного рода, один его дед был командующим Одесским военным округом, другой - митрополитом. Отец в чине статского советника преподавал в Одесской гимназии, среди его учеников был будущий вождь мировой революции Лев Троцкий. Гамов свободно говорил на шести языках и воспринимал себя не советским парнем, а скорее европейским интеллектуалом.

В студенческие годы в Ленинградском университете вокруг Гамова (прозвище Джонни) сколотился джаз-банд, в который входили будущий нобелевский лауреат Лев Ландау (Дау), Дмитрий Иваненко (Димус), Матвей Бронштейн (Аббат, расстрелян в 1936 году). Джаз-банд изобрел тот космополитический стиль общения, который распространился среди интеллигенции в 1960-х годах в эпоху споров о "физиках и лириках". У джаз-банда был девиз - "не быть знаменитым некрасиво". Издавался журнал "Отбросы физики", проводились парады остроумия, постоянно проверялась эрудиция. В центре этого мира стояла физика. И, например, Иваненко потерял место в джаз-банде, когда Ландау усомнился в его научной гениальности и в пух раскритиковал ("филология, пустая болтовня") теоретические изыскания друга. Гамов учился блестяще, но хромал по Конституции СССР и истории мировой революции.

Склонность к розыгрышам Джордж Гамов сохранил в Америке. Однажды он уговорил будущего нобелевского лауреата Бете поставить подпись под статьей о Большом взрыве, которую он написал вместе с Альфером. По-гречески коллективная подпись выглядела замечательно - Альфер-Бете-Гамов. Кстати, в США, несмотря на близкую дружбу с создателями водородной бомбы венгром Теллером и поляком Уламом, его не допускали к атомному проекту тоже по смешной причине. В 1924 году Гамов преподавал физику в артиллерийской школе и формально числился командиром Красной Армии.

В 1932 году Гамов вместе с Ландау, который к тому времени вернулся из зарубежной командировки, хотя и не с такой помпой, попытались устроить переворот в академической физике. (Ландау был настоящим "советским парнем": ходил по Копенгагену в красной рубашке, надел бы и красный пиджак, но тогда его приняли бы за официанта.) Гамов и Ландау на всех углах шумели, что прежнее поколение физиков ничего в физике не понимает и необходимо создать новый Институт теоретической физики под их руководством. (Забавно, что такой институт сейчас существует и носит имя Ландау.) Но тогда случился большой переполох и скандал - естественно, никакого института им не дали. Ландау уехал в Харьков. А Гамова захватили другие заботы.

Он женился на красивой и эффектной женщине (прозвище - Ро). По словам Капицы, эта "авантюристка" развивала в Гамове "антисоциальные черты". В тот момент его перестали пускать в зарубежные командировки. Несмотря на письма знаменитых Марии Кюри, Ферми, Паули, его не пустили на 1-й Международный конгресс по атомному ядру, и его доклад был зачитан Дельбрюком. С работой возникли сложности: на лекциях ему запретили говорить о принципе неопределенности Гейзенберга, потому что это противоречит государственной философии диалектического материализма.

Джонни и Ро стали искать путь на Запад. Попытались добраться до Турции на байдарке из Крыма. Искали финскую границу на лыжах. Ничего не получалось. Наконец, при посредничестве Бухарина Гамов был принят председателем Совнаркома Молотовым. Чудо, писал Гамов, свершилось: ему выдали зарубежный паспорт и - самое невероятное - выдали паспорт его жене. Гамов просил Молотова предоставить ему такой же статус, как Капице: возможность постоянно работать за границей, имея советский паспорт. Лично поручились за Гамова его учитель академик Иоффе и французский физик, почетный член АН СССР Поль Ланжевен.

Из-за границы Гамов в СССР не вернулся. В 1934 году Капицу при очередном посещении СССР на Запад больше не выпустили. Гамов категорически отрицал, что послужил тому причиной. Раньше Капица считал, что родиной для человека является то место, где ему хорошо работается. Теперь он высказывался о Гамове очень резко: "Джонни - тип беспринципного шкурника, одаренного исключительным умом для научной работы, но вообще человек не умный". Капица писал жене: "Джонни гордились как первым молодым знаменитым ученым. Глава правительства благословляет его на путешествие, а он, мерзавец, не возвращается. Что притягивает его на Западе, в капиталистических странах? Джонни никогда не будет играть первую скрипку, и кроме как в Америке ему нигде не устроиться". Но Анна Алексеевна (ее отца, выдающегося кораблестроителя академика Крылова тоже заманили в СССР и на Запад больше не выпускали) относилась к Джонни с симпатией.

Потеряла ли страна Гамова, задержав в своих объятиях Капицу? Неизвестно. Неизвестно и то, спровоцировал ли он своим невозвращением многолетний режим карантина за "железным занавесом", которым власти отделили нашу науку от науки мировой. Не исключено, Гамов предчувствовал его неизбежность.

Что он нашел в стране далекой? В Америке Георгий Гамов написал множество фундаментальных трудов. Но прогноз Капицы оправдался: Гамова не канонизировали, несмотря на очевидные заслуги и яркий талант, Нобелевская премия его обошла. Самая крупная научная награда - премия ЮНЕСКО за популяризацию науки, где он не знал равных еще со времен студенческих "Отбросов науки", от которых берут начало знаменитые советские сборники "Физики шутят".

Красавица-жена от Гамова в Америке ушла. Он перебрался в провинциальный университет. По слухам, в последние годы много пил. Умер в 1968 году, почти одновременно с другом молодости Ландау. В 1990 году Георгию Гамову посмертно вернули звание члена-корреспондента Академии наук.

О том, что Георгий Гамов вместе со своим другом Станиславом Уламом передали СССР секрет водородной бомбы, ходят лишь слухи. Никаких подтверждений этому нет.

Советский и американский физик-теоретик, астрофизик и популяризатор науки. В 1933 году покинул СССР, в 1940 году получил гражданство США. Член-корреспондент АН СССР (с 1932 по 1938 год, восстановлен посмертно в 1990 году). Член Национальной академии наук США (1953).

Гамов известен своими работами по квантовой механике, атомной и ядерной физике, астрофизике, космологии, биологии. Он является автором первой количественной теории альфа-распада, одним из основоположников теории «горячей Вселенной» и одним из пионеров применения ядерной физики к вопросам эволюции звёзд. Он впервые чётко сформулировал проблему генетического кода. Широкую известность Гамову принесли его научно-популярные произведения, в которых живым и доступным языком рассказывается о современных научных представлениях.

Происхождение и юность (1904-1922)

Георгий Гамов родился в Одессе 4 марта 1904 года в учительской семье. Его отец, Антон Михайлович Гамов, преподавал русский язык и литературу в частной гимназии. Его мать, Александра Арсеньевна Лебединцева, рано умерла. Как по отцовской, так и по материнской линии Гамов происходил из известных в Малороссии семей. Большинство Лебединцевых были священниками, занимая видные посты в церковной иерархии. Впрочем, среди них нашлось место известному математику К. Ф. Лебединцеву, автору ряда учебников по алгебре начала XX века, и народовольцу Всеволоду Лебединцеву, который приходился Георгию Гамову двоюродным братом и был казнён за попытку покушения на министра юстиции Ивана Щегловитова. Со стороны отца большинство предков Гамова были военными, его дед занимал пост коменданта Кишинёва.

Отец поощрял увлечение Гамова науками, физикой, астрономией, биологией. Поэтому после окончания школы в 1921 году он поступил на математическое отделение физико-математического факультета Новороссийского (Одесского) университета, где его преподавателями были физик Николай Кастерин и математик Вениамин Каган . Одновременно Гамов подрабатывал вычислителем в Одесской астрономической обсерватории.

Учёба в Ленинградском университете (1922-1928)

В 1922 году Гамов решил поступить на физико-математический факультет Петроградского университета, который был центром зарождавшейся советской физической науки. Чтобы иметь дополнительные средства к существованию, после прибытия в Петроград в июле 1922 года Гамов устроился наблюдателем на Метеорологическую станцию Лесного института, трижды в день снимая показания приборов. Он оставался на этой работе, полученной по протекции старого знакомого его отца профессора В. Н. Оболенского, до сентября 1923 года, совмещая её с учёбой в университете.

С сентября 1923 по октябрь 1924 года Гамов заведовал полевой метеорологической обсерваторией 1-й Артиллерийской школы, читал там лекции по физике. В октябре 1924 года Гамов был приглашён Дмитрием Рождественским в Государственный оптический институт, где молодой сотрудник занимался разработкой методики отбраковки оптического стекла и изучением аномальной дисперсии света в парах калия. Это сотрудничество продолжалось до апреля 1925 года, когда Гамов решил окончательно сосредоточиться на теоретических исследованиях. Он хотел специализироваться в области общей теории относительности, и вскоре его руководителем стал Александр Фридман . После безвременной смерти последнего (в сентябре 1925 года) руководство Гамовым принял Юрий Крутков , ученик Пауля Эренфеста. Дипломная работа Гамова была посвящена некоторым вопросам теории адиабатических инвариантов. Безусловную пользу молодому учёному принесли лекции, которые в то время в университете читали такие известные физики и математики как Орест Хвольсон , Всеволод Фредерикс, Александр Тудоровский, Владимир Смирнов , Юрий Крутков .

Во времена студенчества формируется тесный кружок молодых физиков-единомышленников, названный его участниками «Джаз-бандой». Его ядро первоначально составили Гамов, Дмитрий Иваненко, Андрей Ансельм и В. А. Кравцов. Вскоре к ним присоединились Лев Ландау , Матвей Бронштейн и Виктор Амбарцумян . Трое друзей из этого кружка, Гамов, Иваненко и Ландау, опубликовали в начале 1928 года в Журнале Русского физико-химического общества статью «Мировые постоянные и предельный переход», в которой дали иерархию физических теорий на основе системы фундаментальных констант, включающих скорость света, гравитационную постоянную и постоянную Планка (так называемая cGh-система). Несмотря на то, что сами авторы считали эту работу всего лишь шуткой и никогда на неё не ссылались, впоследствии она привлекла внимание исследователей своими идеями, которые касаются фундаментальных основ физики и принципов её развития.

Гамов за границей. Теория альфа-распада (1928-1931)

Гамов окончил университет в 1926 году и поступил в аспирантуру. В том же году он был рекомендован в качестве кандидата на поездку в Германию на стажировку. Однако разрешение и все необходимые документы были получены лишь весной 1928 года. В июне он прибыл в Гёттинген, где был представлен руководителю тамошней группы теоретиков Максу Борну. Решив заняться какой-либо нерешённой теоретической проблемой, Гамов выбрал в качестве основного направления теорию атомного ядра, и в частности - проблему альфа-распада, одного из видов радиоактивности. Применив идею о квантовомеханическом проникновении волновой функции альфа-частицы через кулоновский барьер (туннельный эффект), ему удалось показать, что частицы даже с не очень большой энергией могут с определённой вероятностью вылетать из ядра. Это было первое успешное объяснение поведения радиоактивных элементов на основе квантовой теории. Следует отметить, что идею о подбарьерном туннелировании в то время уже использовали при объяснении явлений термоэлектронной (Лотар Нордгейм) и автоэлектронной эмиссии (Нордгейм и Ральф Фаулер), а также при рассмотрении поведения двухатомных молекул (Фридрих Хунд). Практически одновременно с Гамовым качественную идею о роли туннельного эффекта в процессе альфа-распада высказали Рональд Гёрни и Эдвард Кондон, однако Гамову удалось получить важные количественные результаты. На основе своей теории Гамов смог оценить размер ядер (порядка 10 − 13 см) и, что ещё более важно, дать теоретический вывод эмпирического закона Гейгера - Неттолла, связывающего энергию вылетающей альфа-частицы с характерным временем альфа-распада (периодом полураспада ядер). Уже в июле Гамов окончил свою статью и отослал её в журнал «Zeitschrift für Physik», его теория быстро получила признание, а успех Гамова сделал его широко известным в научном мире.

В сентябре 1928 года срок командировки Гамова истёк и ему необходимо было возвращаться в Ленинград. По дороге он заехал в Копенгаген, где встретился с Нильсом Бором, который предложил ему остаться на год в его институте и выхлопотал ему стипендию фонда Карлсберга. Этому поспособствовало и рекомендательное письмо на имя Бора, написанное Абрамом Иоффе. За время своей продлившейся командировки Гамов посетил другие важнейшие научные центры того времени: в Лейдене он обсуждал с Паулем Эренфестом первые шаги капельной модели ядра и связанные с ней представления об уровнях энергии ядер; в Кембридже он включился в обсуждение перспектив расщепления ядер ускоренными протонами, которые оказались весьма эффективным инструментом благодаря туннельному эффекту (соответствующие эксперименты были осуществлены Джоном Кокрофтом и Эрнестом Уолтоном в 1932 году).

Весной 1929 года Гамов вернулся в Ленинград, а уже осенью он вновь был в Копенгагене. Этому способствовало получение им годовой стипендии Рокфеллеровского фонда (120 долларов в месяц), на которую он был выдвинут его бывшим научным руководителем Крутковым и академиком Алексеем Крыловым. Его кандидатуру поддержали кембриджские физики Эрнест Резерфорд и Ральф Фаулер. За рубежом Гамов по-прежнему активно участвовал в работах по ядерной тематике, проводившихся в Дании и Англии, много путешествовал. Он планировал отправиться в путешествие по Европе на мотоцикле летом 1931 года, однако по окончании срока командировки был вынужден вернуться в СССР, поскольку у него истёк срок действия визы.

Вновь в Ленинграде. Эмиграция (1931-1933)

Весной 1931 года Гамов вернулся в Ленинград и сразу же включился в работы по ядерной физике, которые начали проводиться в Радиевом институте, Физико-математическом институте (ФМИ) и Ленинградском университете. Вскоре академик Абрам Иоффе пригласил его консультантом новообразованного Отдела физики ядра в Ленинградском Физико-техническом институте, где уже трудились такие учёные как Николай Семёнов , Игорь Курчатов, Яков Френкель , Владимир Фок и др. В то же время Гамов являлся одним из инициаторов организации Института теоретической физики на базе Физического отдела ФМИ, однако эта инициатива не нашла поддержки у академического руководства. В марте 1932 года заслуги Гамова были оценены на очередных выборах в АН СССР: он был избран членом-корреспондентом.

В 1931 году произошли серьёзные изменения в личной жизни Гамова: он познакомился с выпускницей физико-математического факультета МГУ Любовью Вохминцевой, и вскоре они поженились. В это же время Гамов почувствовал изменения в отношении положения учёных в СССР: в октябре 1931 года в Риме состоялся Международный конгресс по ядерной физике, куда был приглашён и Гамов, но ему так и не удалось получить разрешение на выезд (его доклад прочитал Макс Дельбрюк). После этого Гамов стал искать случай покинуть страну, в том числе нелегально. Летом 1932 года, во время отпуска в Крыму, Гамов с женой попытались доплыть на байдарке до турецкого побережья, однако им помешал шторм.

Удобный случай представился осенью 1933 года, когда Гамов по рекомендации Иоффе был назначен советским представителем на восьмом Сольвеевском конгрессе в Брюсселе. Благодаря знакомству с Николаем Бухариным Гамов смог попасть на приём к Молотову и получить визу и для своей жены. По завершении срока командировки он решил не возвращаться и начал переговоры о получении постоянной работы за рубежом.

Таким образом, целью Гамова была возможность подобно Капице работать за границей, свободно посещать крупнейшие научные центры и мероприятия и при этом в любое время посещать СССР. Однако это желание не нашло понимания на родине, хотя возможность вернуться оставалась ещё довольно долго. Лишь спустя год, в октябре 1934 года, после того как он не вернулся к крайнему установленному сроку, Гамов был окончательно уволен из Радиевого института и ФМИ, и только в 1938 году он был исключён из числа членов-корреспондентов АН СССР.

В Вашингтоне. Энергия и эволюция звёзд (1934-1946)

После отъезда из СССР Гамов работал то в Радиевом институте в Париже, то в Кембриджском университете, то в Институте Бора в Копенгагене, но никто не мог предложить ему постоянное место. Наконец, в 1934 году начали появляться предложения из Америки. Сначала Эрнест Лоуренс попробовал устроить Гамова в Калифорнийский университет в Беркли, однако эта попытка сорвалась из-за финансовых проблем. Вскоре по протекции известного физика Мерла Тьюва он был приглашён на должность профессора в столичный Университет Джорджа Вашингтона, где начал работать с осени 1934 года. Сразу же Гамов инициировал проведение в Вашингтоне ежегодных конференций, на которые собирались крупнейшие физики мира. Другим его важным решением было приглашение в качестве ближайшего сотрудника своего старого знакомого ещё по копенгагенским временам Эдварда Теллера (как образно выражался Гамов, «чтобы было с кем поговорить о теоретической физике»).

Сотрудничество с Теллером оказалось весьма плодотворным. В 1936 году им удалось обобщить теорию бета-распада Ферми, сформулировав правила отбора и введя представление о «переходах Гамова - Теллера» (переходы с изменением спина ядра). В это время он начал более активно интересоваться связью между ядерными процессами и источником энергии звёзд: первые подходы (Ф. Хоутерманс и Р. Аткинсон) к решению этой проблемы появились в 1930 году под влиянием именно гамовской работы по туннельному эффекту при альфа-распаде. В конце 1930-х годов уже самому Гамову (совместно с Теллером) удалось улучшить понимание вопроса об энергии звёзд, учтя последние достижения ядерной физики. Эти исследования оказали сильное влияние на открытие Гансом Бете углеродно-азотного цикла в 1938 году. В 1937-1940 годах Гамов построил первую последовательную теорию эволюции звёзд с термоядерным источником энергии. В 1940-1941 годах вместе со своим учеником Марио Шенбергом он изучил роль нейтрино в катастрофических процессах, происходящих при вспышках новых и сверхновых звёзд (так называемое нейтринное охлаждение). В 1942 году совместно с Теллером он предложил теорию строения красных гигантов, предположив наличие у них устойчивого ядра и оболочки, в которой происходят термоядерные реакции.

В 1941 году Теллер покинул университет и стал участником проекта по созданию атомной бомбы, однако Гамова к этим работам не привлекли по «соображениям безопасности». Он участвовал в решении второстепенных проблем, став консультантом Военно-морского ведомства. В ходе этой деятельности он сблизился в Альбертом Эйнштейном (таким же «непривлечённым»), общение с которым заставило его вспомнить своего учителя Фридмана и обратило его внимание к вопросам космологии. Лишь летом 1948 года Гамов получил от военных соответствующий допуск и смог принять участие в создании водородной бомбы под руководством Теллера.

«Большой Взрыв» и генетический код (1946-1956)

В 1946 году Гамов активно включился в работу в области космологии, предложив модель «горячей Вселенной» (уточнение теории «Большого Взрыва»). Её основаниями стали представления о расширении Вселенной, данные о современной распространённости элементов (особенно о соотношении водорода и гелия) и оценки возраста Вселенной, который в те годы считался примерно равным возрасту Земли. Исходя из большого значения энтропии ранней Вселенной, в 1948 году Гамов совместно со своими учениками Ральфом Альфером и Робертом Херманом разработал теорию образования химических элементов путём последовательного нейтронного захвата (нуклеосинтез). В рамках этой теории было предсказано существование фонового микроволнового (реликтового) излучения и дана оценка его современной температуры (в диапазоне 1-10 К).

Теория Гамова и его сотрудников не привлекла большого внимания физиков (особенно экспериментаторов) и фактически оставалась долгое время незамеченной. Одной из причин этого было то, что рассуждения о ранней Вселенной в то время считались чисто умозрительными. Более того, концепция «горячей Вселенной» представлялась не самой вероятной: серьёзную конкуренцию ей составляли модель «холодной Вселенной» (Яков Зельдович и сотрудники) и теория стационарной Вселенной Фреда Хойла и соавторов. Поэтому открытие в 1965 году Арно Пензиасом и Робертом Вильсоном реликтового излучения (Нобелевская премия 1978 года) произошло во многом случайно. Тем не менее заслуги Гамова и его учеников получили широкое признание коллег. По словам Стивена Вайнберга,

Гамов, Альфер и Херман заслуживают колоссального уважения помимо всего прочего за то, что они серьёзно захотели воспринять раннюю Вселенную и исследовали то, что должны сказать известные физические законы о первых трёх минутах.

В 1954 году, через год после открытия двуспиральной структуры молекул ДНК, Гамов неожиданно внёс существенный вклад в становление новой дисциплины - молекулярной биологии, впервые поставив проблему генетического кода. Он понял, что структура основных строительных блоков клетки - белков, состоящих из 20 основных (природных) аминокислот, - должна быть зашифрована в последовательности из четырёх возможных нуклеотидов, входящих в состав молекулы ДНК. Исходя из простых арифметических соображений, Гамов показал, что «"при сочетании 4 нуклеотидов тройками получаются 64 различные комбинации, чего вполне достаточно для "записи наследственной информации"», и выразил надежду, что «кто-нибудь из более молодых учёных доживёт до его [генетического кода] расшифровки». Таким образом, он был первым, кто предположил кодирование аминокислотных остатков триплетами нуклеотидов.

Впоследствии Гамов предложил конкретную схему реализации генетического кода: сборка белка происходит непосредственно на молекуле ДНК, причём каждая аминокислота помещается в ромбической выемке между четырьмя нуклеотидами, по два от каждой из комплементарных цепей. Хотя такой ромб состоит из четырёх нуклеотидов и, следовательно, число сочетаний равно 256, из-за ограничений, связанных с водородными связями нуклеотидных остатков, возможными оказываются как раз 20 вариантов таких ромбов. Эта схема, получившая название «бубнового кода», предполагает корреляцию между последовательными аминокислотными остатками, так как два нуклеотида всегда входят в два соседних ромба (перекрывающийся код). Дальнейшие исследования показали, что эта модель Гамова не согласуется с опытными данными.

Предположение о триплетном кодировании информации в молекуле ДНК было подтверждено в 1961 году экспериментами Фрэнсиса Крика и сотрудников, а к 1967 году генетический код был окончательно расшифрован. В октябре 1968 года Роберту Холли, Хару Коране и Маршаллу Ниренбергу была присуждена Нобелевская премия за эту работу.

Гамов-популяризатор. Последние годы (1956-1968)

В середине 1950-х годов Гамов развёлся с Любовью Вохминцевой и женился на Барбаре Перкинс. В 1956 году он переехал в Боулдер, где занял должность профессора Колорадского университета. В том же году Гамов получил от ЮНЕСКО премию Калинга за популяризацию науки. Первые шаги в этой области Гамов совершил зимой 1938 года, когда написал короткий фантастический рассказ о приключениях банковского клерка мистера Томпкинса в мире теории относительности. Поскольку ни один журнал не заинтересовался и не пожелал опубликовать его, Гамов решил больше не возвращаться к этому своему сочинению. Летом того же года на конференции в Варшаве он упомянул об этой неудаче в разговоре с кембриджским физиком Чарльзом Дарвином, внуком знаменитого естествоиспытателя, и тот посоветовал ему отослать рассказ в журнал «Discovery», который издавался в Кембриджском университете под редакцией Чарльза Сноу. Тот согласился напечатать рассказ и предложил написать ещё несколько. Цикл рассказов, объединённый под заголовком «Мистер Томпкинс в стране чудес», был издан отдельной книгой в 1940 году и выдержал множество изданий почти на всех европейских языках. Успех этой книги побудил Гамова написать несколько продолжений приключений мистера Томпкинса (в том числе в мире квантовой механики и молекулярной биологии), а также ряд других научно-популярных книг по физике и астрофизике. Он также являлся автором около десятка статей в известном журнале «Scientific American».

В последние годы Гамов тяжело страдал от нарушений сердечно-сосудистой системы, перенёс несколько операций. Находясь в больнице, он заразился и переболел гепатитом. Гамов умер в Боулдере 19 августа 1968 года, там же находится его могила. Одно из высоких зданий, построенных на территории Колорадского университета, носит название «Башня Гамова». В 1990 году он был посмертно восстановлен в звании члена-корреспондента АН СССР.

Биография

Происхождение и юность (1904-1922)

Учёба в Ленинградском университете (1922-1928)

Главная » Английский алфавит » Георгий Антонович Гамов(Джордж Гамов): биография. Три его открытия были достойны нобелевской премии