Гео́ргий Анто́нович Га́мов (также известен как Джордж Гамов, ; а, Одесса — 19 августа 1968, Боулдер) — советский и американский , 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).
Гамов известен своими работами по квантовой механике, атомной и ядерной физике, астрофизике, космологии, биологии, создатель уравнения, объясняющего теорию туннельного эффекта. 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.
Биография
Происхождение и юность (1904—1922) Георгий Гамов родился в Одессе 4 марта 1904 года в учительской семье. Как по отцовской, так и по материнской линии Гамов происходил из известных семей. Его отец, Антон Михайлович Гамов, выпускник Кишинёвской 1-й мужской гимназии, был потомственным дворянином. Преподавал русский язык и литературу в частной гимназии и реальном училищеИнтересно, что одним из учеников А. М. Гамова в старших классах Одесского реального училища был Л. Д. Троцкий, который упоминал о нём в автобиографии «Моя жизнь» .. Со стороны отца большинство предков Гамова были военными, его дед — майор Михаил Андреевич Гамов — служил в Бендерском крепостном батальоне, позже занимал пост коменданта Кишинёва в звании полковника. Мать, Александра Арсеньевна Лебединцева, рано умерла (в 1913 году, когда Георгию было 9 лет). Её предки принадлежали к южнорусскому духовенству — Арсений Лебединцев был протоиереем, настоятелем одесского Кафедрального собора. 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 эсеру В. В. Лебединцеву, который приходился Георгию Гамову двоюродным братом и был казнён за попытку покушения на министра юстиции Ивана Щегловитова.
Семья жила в четырёхкомнатной квартире в трёхэтажном флигеле во дворе дома на ул. Херсонской (ныне Пастера), 17, где Гамов родился и жил до 1922 года (флигель сгорел во время Второй мировой войны). В 1913 году Юра (так называли Георгия в семье) поступил в Одесское реальное училище Жуковского, учреждённое коллегой его отца, преподавателем географии Валерианом Антоновичем Жуковским (ул. Херсонская, 26).
Отец поощрял увлечение Гамова науками: физикой, астрономией, биологией. Поэтому после окончания школы в 1920 году он поступил в Физико-математический институт(ныне — Одесский национальный университет имени И. И. Мечникова), среди его преподавателей были физик Николай Петрович Кастерин, математики Вениамин Фёдорович Каган, Юрий Германович Рабинович и Самуил Осипович Шатуновский. Одновременно Гамов подрабатывал сотрудником вычислительного бюро в Одесской астрономической обсерватории. В 1921 году Физико-математический институт был ликвидирован по распоряжению Губпрофобра, а студенты переведены на соответствующие курсы основанного за год до этого Одесского института народного образования. Гамов написал формальное заявление о переводе, датированное августом 1921, однако к занятиям не приступил, вероятно, по причинам, связанным с уровнем преподавания физики в этом вузе на тот момент. Летом 1921 года Гамов занимался яхтенным спортом в Военно-морской школе при Одесском яхт-клубе и участвовал в гонках. В 1921 году он был секретарём физико-химической секции Одесского отделения Русского общества любителей мироведения. В. П. Цесевич, будущий директор Одесской астрономической обсерватории, вспоминает, что летом и осенью 1921 года Георгий Гамов устраивал наблюдения на 6-дюймовом телескопе в любительской обсерватории.
В 1922 году Гамов переезжает в Петроград, чтобы закончить физическое образование в тамошнем университете. Гамов вспоминал, что для этого его отец продал большую часть сохранившегося фамильного серебра.
Учёба в Ленинградском университете (1922—1928) В 1922 году Гамов поступил 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 занимался разработкой методики отбраковки оптического стекла и изучением аномальной дисперсии света в парах калия. Это сотрудничество продолжалось до апреля 1925 года, когда Гамов окончательно сосредоточился на теоретических исследованияхВ. Я. Френкель. Георгий Гамов… С. 848.. 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 инвариантовВ. Я. Френкель. Георгий Гамов… С. 850.. 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 АмбарцумянВ. Я. Френкель. Георгий Гамов… С. 849.. 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 радиоактивностиФренкель В. Я. Георгий Гамов… — С. 851—852.. Применив идею о квантово-механическом 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 ядраГ. Гамов. Очерк развития учения о строении атомного ядра (I. Теория радиоактивного распада) // УФН 1930. В. 4. . Это было первое успешное объяснение поведения радиоактивных элементов на основе квантовой теории. 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 результатыФренкель В. Я. Георгий Гамов… — С. 854—855.. На основе своей теории Гамов смог оценить размер ядер (порядка см) и, что ещё более важно, дать теоретический вывод эмпирического закона Гейгера — Нэттола, связывающего энергию вылетающей альфа-частицы с характерным временем альфа-распада (периодом полураспада ядер)Закон Гейгера — Неттолла // Физическая энциклопедия. — : СЭ, 1988. — Т. 1. — С. 421.. 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 продлённой 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)Френкель В. Я. Георгий Гамов… — С. 855—857..
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, став в 28 лет (и оставаясь, по крайней мере, до 2010-х годов) самым молодым из избранных физиков за всю её историюВ. Я. Френкель. Георгий Гамов… С. 861—864..
В период работы Г. А. Гамова в физическом отделе Радиевого института (1931—1934), возглавлявшемся В. Г. Хлопиным, под руководством и при непосредственном участии И. В. Курчатова, Л. В. Мысовского и Г. А. Гамова, создан первый в Европе циклотрон (в 1932 году Г. А. Гамов и Л. В. Мысовский представили проект к рассмотрению Учёным советом, утвердившим его; установка запущена в 1937 году).